铝土矿

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什么是铝土矿[1]

  铝土矿是指能被工业上利用、以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。铝土矿的主要成份是三氧化二铝(Al2O3),常呈块状、结核状、鲕状或豆状产出。其颜色变化从白色到浅黄色或红色、红棕色,一般条痕为白色,暗淡或土状光泽,不透明。铝土矿是炼金属铝最主要的矿石,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。铝土矿加工后也被广泛用在制造高铝水泥、耐火材料、磨料磨具、陶瓷及化工医药等工业领域。金属铝的用途涉及国防、航天、电力通讯以及人们日常生活用具如锅碗瓢盆等。

铝土矿的特点[2]

  金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属,l995年世界人均消费量达到3。29吨。由于铝具有密度小、导电导热性好、易于机械加工及其他许多优良险能,因而广泛应用于国民经济各部门。目前,全世界用铝量最大的是建筑交通运输包装部门,占铝总消费量的60%以上。铝是电器工业、飞机制造工业、机械工业和民用器具不可缺少的原材料

  我国铝土矿资源储量丰富,居世界第五位,截至2005年底,我国铝土矿保有资源储量26.58亿吨,其中大中型产地72处。这些矿藏主要分布在山西、河南、贵州、广西四省区,在该四省区内均有大型氧化铝生产基地。虽然我国铝土矿储量较为丰富,但地质工作程度较低,可采储量较少,并且矿石的品位、品级不高,可利用程度较低。

  一般的,铝土矿有三水软铝石、三水硬铝石和一水硬铝石三种矿石类型。国外的铝土矿多为三水软铝石类型,这种类型的铝土矿,溶出氧化铝所需要的温度和压力都较低,因此,制备氧化铝的能耗较低,一般制备一吨氧化铝需要消耗半吨标准煤,我国的铝土矿类型多为一水硬铝石型,该类型铝土矿的氧化铝溶出压力和溶出温度都较高,制备氧化铝所需的能耗也较高,一般制备一吨氧化铝需要消耗一吨标准煤。

铝土矿的沉积机理与富集规律[3]

  1.成矿规律

  对于赋存于下石炭统九架炉组中的铝土矿床来说,古地形严格控制含矿岩系及矿体,古地形的起伏决定了岩溶漏斗、洼地的发育,并因此而控制了含矿岩系及铝土矿体的大小规模及矿体形态。这种地区的铝土矿产出形态有层状一似层状、透镜状、溶斗状三种类型,在同一矿床上三者可同时出现并且相互连接。含矿岩系的厚度影响着铝土矿体的厚度、品位,有着正相关关系。一般来说,厚度大的含矿岩系,一些地质运动如加里东运动会使本区寒武系碳酸岩岩层抬升,露出地表,长期受到物理和化学的风化作用,带走了岩石中K、Na、Ca、Mg等可溶性元素,而留下了Al203SiO2等不溶组分并残留在风化壳中。下石炭世湿热气候的红土化作用使得铝源开始形成初始的铝土矿,并且在各种外力的作用下,初始铝土矿以碎屑的形式被搬运到邻近的泻湖中沉积下来,之后经历成岩后生阶段和表生加富作用两个过程,最终形成了现在的铝土矿。

  2.沉积铝土矿的成矿机理

  铝土矿的富集成矿主要有三个阶段:①风化壳阶段——准平原上的钙质红土被含CO2,的水淋滤之后脱硅,后使得矿物质转变为高岭石(粘土质微粒);② 沉积阶段——海泛水体冲刷、悬浮风化壳物质并将其带入到沉积盆地中形成沉积分异;③三水铝石阶段——沉积盆地的斜坡地段经过上述两个阶段后的粘土质微粒在弱一中酸性介质中进一步水浸后脱硅,使得高岭石等粘土矿物逐步转变成三水铝石,最终形成了铝土矿。

  成矿盆地中所形成的铝土矿矿体规模、质量及储量主要取决于成矿盆地的旁侧古陆能补给成矿物质的多少及封闭性。封闭性较好的盆地,海泛水体在其中形成回流,回流产生离心作用将水中的成矿物质抛向其外侧,然后在盆地的斜坡地段分异成矿,这样所形成的铝土矿的矿体储量、规模大,质量也会比较好(这是由于盆地中的水与外界水体隔绝开来,其中酸度较强,水浸脱硅的矿物容易转变);封闭性较差的成矿盆地,由海泛水体而产生的回流较弱,成矿物质不易沉积而易被海泛水体带走,因而形成的铝土矿矿石质量较差,矿体储量、规模也较小;而至于古陆能够补给成矿物质量,对铝土矿体规模及储量形成的影响就不言而喻了。

  3.沉积铝土矿的富集机理

  形成沉积铝土矿富矿主要取决于成矿环境、沉积成矿作用及成矿介质的酸碱度。一般来说,较强的介质酸度,会使沉积微粒水浸脱硅及进一步脱硅程度高,大多数粘土微粒中的矿物转变为三水铝石,三水铝石沉积从而形成富矿;对于沉积铝土矿来说,介质的酸碱度越稳定,成矿环境不受水体动荡而发生改变,就越容易进行水浸脱硅作用,并且越有利于富矿的形成。

铝土矿的可持续开发建议[2]

  1.充分发挥矿与厂联合的优势

  氧化铝的生产必须要有充分的资派保障,无论是自有矿山,还是外购或是进口矿石,都需耍矿石的供应有一个长期的保证,一个氧化铝项目,其投资数额巨大,动用的社会资源也较多,其服务周期应该在数十年以上,才能充分发挥其社会效益经济效益,若是因为铝土矿的供应出现问题而使该项目不能发挥应有的经济效益和社会效益,则会出现不可预计的损失。

  建议在氧化铝项目投资初期,要充分论证资源的保证程度。项目的上开展应当首先解决资源的保证问题,最好是能够做到自主采矿并可以联办矿山,以社会收购矿石为辅,若是进口矿石,或是远距离运输矿石的方式来供应矿石的话,最好能做到建立长期的供货关系,以便保证矿石的供应不出问题。

  2.提高铝土矿资源保证程度

  随着氧化铝产能的逐步扩张,我国的氧化铝产能已经接近了2000万吨,每年约需要铝土矿4000万吨,若不加大地勘力量的投入,我国的铝土矿资源将出现供应危机,对此,要整合现有的铝土矿资源,严禁在整装矿床上进行零星采矿,保护大规模的矿床不被破坏.对于零星的矿点,或小型矿床,可允许与矿床规模相适当的小规模的零星采矿,同时,政府应做好资源开发规划,真正做到“大矿大开,小矿小开”,物尽其用,使采矿规模与矿床规模相适应 鼓励社会力量投资勘探铝土矿资源,保护好矿业权人的合法利益,严禁在大型矿床内的私挖乱采。

  同时,省政府及有关部门,可以在划定限采区的同时,按照矿产资源法,制定相应的禁止民采进入的保护办法或措施,并严格执法力度。还可以从中国铝工业的长远发展和国家安全利益出发,对出口贸易进行宏观上的调整,取缔高铝矾土耐火熟料出口贸易,从根本和源头上遏制、减少民采泛滥及对铝资源的破坏和流失问题。

参考文献

  1. 铝土矿.贵阳市人民政府网,2010年5月14日
  2. 2.0 2.1 翟义民.关于铝土矿的可持续发展分析[J].科技创新导报,2008(32)
  3. 石再平.浅析铝土矿的富集规律及进一步找矿方向[J].广东科技,2012(17)
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