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    鋁的礦物原料特點

    來源:中國幕墻網收集整理  作者:*  日期:2008-10-27
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        鋁是地殼中分布最廣泛的元素之一,屬親石親氧元素。鋁在自然界中多成氧化物、氫氧化物和含氧的鋁硅酸鹽存在,極少發現鋁的自然金屬。  

      自然界已知的含鋁礦物有258種,其中常見的礦物約43種。實際上,由純礦物組成的鋁礦床是沒有的,一般都是共生分布,并混有雜質

        是地殼中分布最廣泛的元素之一,屬親石親氧元素。鋁在自然界中多成氧化物、氫氧化物和含氧的鋁硅酸鹽存在,極少發現鋁的自然金屬。  


      自然界已知的含鋁礦物有258種,其中常見的礦物約43種。實際上,由純礦物組成的鋁礦床是沒有的,一般都是共生分布,并混有雜質。從經濟和技術觀點出發,并不是所有的含鋁礦物都能成為工業原料。用于提煉金屬鋁的主要是由一水硬鋁石、一水軟鋁石三水鋁石組成的鋁土礦。原蘇聯因缺乏鋁土礦資源,利用霞石和明礬石提煉氧化鋁。中國的硫磷鋁鍶礦可以綜合回收氧化鋁。  


      一水硬鋁石又名水鋁石,結構式和分子式分別為AlO(OH)和Al2O3·H2O。斜方晶系,結晶完好者呈柱狀、板狀、鱗片狀、針狀、棱狀等。礦石中的水鋁石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量類質同象混入物。水鋁石溶于酸和堿,但在常溫常壓下溶解甚弱,需在高溫高壓和強酸或強堿濃度下才能完全分解。一水硬鋁石形成于酸性介質,與一水軟鋁石、赤鐵礦、針鐵礦、高嶺石、綠泥石、黃鐵礦等共生。其水化可變成三水鋁石,脫水可變成α剛玉,可被高嶺石、黃鐵礦、菱鐵礦、綠泥石等交代。  


      一水軟鋁石又名勃姆石、軟水鋁石,結構式為AlO(OH),分子式為Al2O3·H2O。斜方晶系,結晶完好者呈菱形體、棱面狀、棱狀、針狀、纖維狀和六角板狀。礦石中的一水軟鋁石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等類質同象。一水軟鋁石可溶于酸和堿。該礦物形成于酸性介質,主要產在沉積鋁土礦中,其特征是與菱鐵礦共生。它可被一水硬鋁石、三水鋁石、高嶺石等交代,脫水可轉變成一水硬鋁石和α剛玉,水化可變成三水鋁石。  


      三水鋁石又名水鋁氧石、氫氧鋁石,結構式Al(OH),分子式為Al2O3·3H2O。單斜晶系,結晶完好者呈六角板狀、棱鏡狀,常有呈細晶狀集合體或雙晶,礦石中三水鋁石多呈不規則狀集合體,均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等類質同象或機械混入物。三水鋁石溶于酸和堿,其粉末加熱到100℃經2h即可完全溶解。該礦物形成于酸性介質,在風化殼礦床中三水鋁石是原生礦物,也是主要礦石礦物,與高嶺石、針鐵礦、赤鐵礦、伊利石等共生。三水鋁石脫水可變成一水軟鋁石、一水硬鋁石和α剛玉,可被高嶺石、多水高嶺石等交代。  


      鋁土礦的化學成分主要為Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O+,五者總量占成分的95%以上,一般>98%,次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有機質、碳質等,微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3主要賦存于鋁礦物——水鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石中,其次賦存于硅礦物中(主要是高嶺石類礦物)。  


      在內生條件下,由于有二氧化硅的廣泛存在,Al2O3與SiO2常緊密結合成各類鋁硅酸礦物,這些礦物一般鋁硅比小于1,而工業上對鋁礦石一般要求Al2O3≥40%,Al/Si>1.8~2.6,因此內生條件下很少形成工業鋁礦床。  


      目前,已知的國內外工業鋁土礦多是在表生條件下形成的。在表生條件下鋁土礦的生成主要有兩種形式:即風化-殘積(余)成礦(紅土成礦)和風化-搬運-沉積成礦或風化-改造-再沉積成礦(沉積成礦)。風化-殘積(余)成礦是含鋁母巖在濕熱氣候條件下,具排泄良好的有利地形(如殘丘、低山和臺地),由于水、CO2和生物等的風化分解作用,母巖中易溶物質K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出,活動性小的物質Al、Fe、Ti殘留原地形成紅土型鋁土礦。風化-搬運-沉積成礦是含鋁巖石、紅土風化殼或已形成的紅土礦床,在重力、水和自然酸(硫酸、碳酸、有機酸)等作用下,經機械的或化學的風化、剝蝕、搬運等物理、化學改造作用,于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或濱海潟湖、局限海盆內形成鋁土礦,在水介質環境中形成沉積鋁土礦。  


      鋁土礦礦石含有鎵、釩、鈮、鉭、鈦、鈰及放射性元素等有用組分,這些有價值的伴生組分可綜合回收。而礦石中的硫、CO2、MgO、P2O5則是有害組分,不利于鋁的冶煉回收。  


      鋁土礦礦石根據其所含的主要含鋁礦物分為:三水鋁石型、一水軟鋁石型和一水硬鋁石型。國外鋁土礦礦石主要是三水鋁石型,次為一水軟鋁石型,而一水硬鋁石型鋁土礦極少。但我國則主要是一水硬鋁石型鋁土礦,三水鋁石型鋁土礦極少。  


      國外的三水鋁石型鋁土礦具高鋁、低硅、高鐵的特點,礦石質量好,適合耗能低的拜耳法處理。我國的一水硬鋁石型鋁土礦,總體特征是高鋁、高硅、低硫低鐵、中低鋁硅比,礦石質量差,加工難度大,氧化鋁生產多用耗能高的聯合法。


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