铝土矿基本知识概述

　　铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。

　　一、铝土的物化性质

　　铝土矿呈现出白色或灰白色的外观，这是由于其中含有的铁元素而呈现出的褐黄或浅红色调。它具有玻璃般的光泽，在解理面上则展现出珍珠般的光泽。铝土矿的透明度从透明到半透明不等，其集合体形态多样，包括放射纤维状、鳞片状、皮壳状、钟乳状、鲕状、豆状、球粒状结核以及细粒土状块体。这种矿物的密度为3.45g/cm3，硬度范围在1～3之间。铝土矿的质地脆硬，且极难熔化。它不溶于水，但能溶于硫酸和氢氧化钠溶液中，并带有泥土般的臭味。

　　二、铝土的性状

　　铝土矿可硬如石头或泥一样柔软，它可能会发生的压实土(包括易碎，重新胶结)，小球，或空心，枝条状物质(管)。它的颜色可浅黄色，粉红色，黄色，红色，或白色，或任何组合。铝是最丰富的地壳金属元素，与氧和氢结合形成铝土矿，矿石开采最常用的铝。铝是一种银白色的，坚硬的轻质金属(比重2.7)，是电的良导体，非常耐腐蚀。由于这些特性，成为一种重要的金属。铝合金结合强度轻，因此在种类繁多的行业使用。

　　三、铝土的来源

　　中国古风化壳型铝土矿矿床的形成经历了三个阶段。第一阶段是陆生阶段，是在大气条件下由风化作用形成含有铝土矿矿物、粘土矿物、氧化铁矿物等的残、坡积富铝风化壳物质，例如钙红土层、红土层或红土铝土矿，此阶段为大气条件下原地残积、堆积或异地堆积阶段;第二阶段是富铝钙红土层、红土层或红土铝土矿为海水(或湖水)淹没阶段，有的立即为海水(或湖水)淹没，有的则经过一定时间的岩化作用以后才为海水(或湖水)淹没，逐渐深埋地下，经过一段时期的成岩后生作用演变改造后形成原始铝土矿层;第三阶段是表生富集阶段，是原始铝土矿层随地壳抬升到地表浅部后由于地表水或地下水的改造作用，使硅质淋失、铝质富集，形成品位较富的有工业价值的铝土矿矿床。中国古风化壳型铝土矿主要形成于石炭纪。本类型铝土矿矿床的形成，都与侵蚀间断面的古风化壳有关。一般来说，侵蚀间断时期长的，特别是下伏基岩是碳酸盐岩或含铝质多也较易风化的基性喷出岩(例如玄武岩)，所形成的矿床往往矿石品位富，矿层厚，矿体规模大。

　　四、铝土的作用

　　铝土矿不仅是生产金属铝的最佳原料，而且其应用领域广泛。在全世界范围内，铝土矿的用量占据了总产量的90%以上，凸显了其在金属铝生产中的核心地位。同时，铝土矿还广泛应用于非金属领域，如耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的制造。特别是硅酸铝耐火纤维，凭借其轻便的重量、出色的耐高温性、优越的热稳定性、低导热率、小热容以及耐机械震动等特点，成为了许多工业领域中的关键材料。

　　1.金属铝在航空航天领域的应用：金属铝及其合金因其轻便的特性和优良的物理、化学性能，在航空航天领域发挥着至关重要的作用。从飞机、火箭的制造到卫星、空间站的构建，金属铝都是不可或缺的材料。其广泛的应用不仅推动了航空航天技术的进步，也为人类探索宇宙提供了有力的支持。

　　2.日常生活中的铝制品：金属铝及其合金在日常生活中的应用也十分广泛。从厨房的锅碗瓢盆，到各种家居用品，甚至是我们的食品包装，都离不开铝的身影。其独特的物理和化学特性，使得铝制品在耐用性和安全性方面都表现出色，为我们的生活带来了极大的便利。

　　3.炼铝工业：经过提纯的铝土矿，其Al2O3含量通常在47%~55%之间。采用拜尔法进行氧化铝的生产，随后通过电解过程，即可获得金属铝。这一工艺流程已经在全球范围内得到广泛应用，成为一种成熟且普遍的技术。每生产1吨金属铝，大约需要消耗2吨氧化铝或3吨铝土矿。炼铝工业在国防、航空、汽车制造、电器、化工以及日常生活用品制造等多个领域都发挥着重要作用，无疑是铝土矿的最主要应用领域。

　　4.铝土矿在电线电缆中的应用：铝土矿独特的物理和化学性质，使得它成为电线电缆填料的理想选择。通过合理利用铝土矿，不仅可以提升电线电缆的性能，还能为相关产业的发展贡献力量。

　　5.化学工业中的应用：铝土矿在化学工业中扮演着重要角色，常被用于生产硫酸铝、氢氧化铝、氧化铝以及硫酸钾等含铝化合物。这些化合物的生产工艺相对简单，且成本较低，使得铝土矿成为了化学工业中不可或缺的原料之一。

　　6.铝土矿的其他应用：铝土矿不仅在高铝水泥生产中扮演重要角色，还广泛应用于其他多个领域。例如，它常被用于制备摩擦材料的混合物，这些材料在制动器和离合器衬片的制造中发挥着关键作用。此外，铝土矿在石油工业中也有其独特的用途，如作为吸附剂使用，同时还在焊条涂层、铜片涂料、溶剂制备以及冶炼溶剂等方面发挥着重要作用。不仅如此，铝土矿还能制成抗滑、耐腐蚀的铺路材料，为道路建设提供优质材料。

　　五、铝土的分布情况

　　全球铝土矿资源预计为 550～750亿 t，其分布为非洲 (32%)、大洋洲 (23%)、南美和加勒比 (21%)、亚洲 (18%) 和其他地区 (6%)。全球铝土矿储量为 300 亿 t，中国铝土矿储量为 10 亿 t，排名第七，占世界铝土矿储量的 3%。根据《中国矿产资源报告 2021》，截至 2020 年年底，我国铝土矿矿产储量 57 650.24 万 t。主要分布在广西、河南、贵州三省区，三省区的铝土矿储量约占全国铝土矿储量的 83%，其中广西铝土矿储量约占全国铝土矿储量的 49%。

　　六、我国主要的铝土矿区

　　我国铝土矿资源分布相对集中，我国山西、广西、贵州、河南四省区的铝土矿保有资源储量超过全国保有资源储量的 90%。我国铝土矿的主要类型有沉积型、堆积型、红土型;其中沉积型是我国铝土矿的主要成矿类型，占全国铝土矿总储量的 80% 以上，广泛分布在山西、河南、贵州、广西等地;堆积型矿床主要分布在广西、云南等地，占全国铝土矿总储量的 16%左右;红土型铝土矿主要分布海南、福建和广东的部分地区。

　　我国铝土矿主要矿床类型为古风化壳沉积型，且分布集中。根据各类型铝土矿床(点)分布特征及成矿规律将中国铝土矿划分为以下 6 个成矿区带：

　　1. 山西断隆成铝区，中国最大的古风化壳沉积型铝土矿成矿区;2.华北陆块南缘成铝区，中国第二大的古风化壳沉积型铝土矿成矿区;3.滇东南-桂西成铝区，古风化壳沉积型、堆积型两种矿床类型铝土矿，具有经济意义的主要为堆积型铝土矿;4.黔中成铝区：古风化壳沉积型铝土矿;5.渝南-黔北成铝区，古风化壳沉积型;6.其他成铝带，古风化壳沉积型，矿床数较少，资源储量占全国的 8.6%。

　　七、铝土矿的性质与分类

　　铝土矿并非一种单一的矿物，而是由多种含水氧化铝矿物、赤铁矿、高岭石等组成的混合物。其主要化学成分是Al₂O₃，并含有不同比例的SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂等杂质。根据其主导矿物成分，铝土矿可分为：

　　三水铝石型 (Gibbsitic)： 主要成分为Al(OH)₃或Al₂O₃·3H₂O，氧化铝含量高，最易被碱液溶出。常见于热带、亚热带地区，如澳大利亚、几内亚、巴西等。

　　一水软铝石型 (Boehmitic)： 主要成分为AlO(OH)或Al₂O₃·H₂O，溶出性能介于三水铝石和一水硬铝石之间。

　　一水硬铝石型 (Diaspore)： 主要成分为AlO(OH)或Al₂O₃·H₂O，晶体结构致密，最难处理。我国河南、山西等地的铝土矿多属此类型，具有高铝、高硅、低铁的特点。

　　铝土矿作为一种重要的矿产资源，其应用领域广泛，经济价值巨大。在未来，随着科技的不断进步和铝需求的持续增长，铝土矿的重要性将进一步凸显。