【含量为40%的铝矾土,有什么用途?主要用于那些行业!】

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铝土矿实际上是指工业上能利用的,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.它的应用领域有金属和非金属两个方面.
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.
铝土矿的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的原料.铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小,但用途却十分广泛.例如：化学制品方面以硫酸盐、三水合物及氯化铝等产品可应用于造纸、净化水、陶瓷及石油精炼方面；活性氧化铝在化学、炼油、制药工业上可作催化剂、触媒载体及脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥等物理吸附剂；用r-Al2O3生产的氯化铝可供染料、橡胶、医药、石油等有机合成应用；玻璃组成中有3%～5%Al2O3可提高熔点、粘度、强度；研磨材料是高级砂轮、抛光粉的主要原料；耐火材料是工业部门不可缺少的筑炉材料.
金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属,1995年世界人均消费量达到3.29kg.由于铝具有比重小、导电导热性好、易于机械加工及其他许多优良性能,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、交通运输和包装部门,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.
重点讨论的是生产金属铝的铝土矿及其矿床.至于作耐火粘土用的铝土矿及其矿床见非金属矿“耐火粘土”中讨论.
一、矿物原料特点
铝是地壳中分布最广泛的元素之一,属亲石亲氧元素.铝在自然界中多成氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在,极少发现铝的自然金属.
自然界已知的含铝矿物有258种,其中常见的矿物约43种.实际上,由纯矿物组成的铝矿床是没有的,一般都是共生分布,并混有杂质.从经济和技术观点出发,并不是所有的含铝矿物都能成为工业原料.用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿.原苏联因缺乏铝土矿资源,利用霞石和明矾石提炼氧化铝.我国的硫磷铝锶矿可以综合回收氧化铝.
一水硬铝石又名水铝石,结构式和分子式分别为AlO(OH)和 Al2O3·H2O.斜方晶系,结晶完好者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等.矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、 Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物.水铝石溶于酸和碱,但在常温常压下溶解甚弱,需在高温高压和强酸或强碱浓度下才能完全分解.一水硬铝石形成于酸性介质,与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生.其水化可变成三水铝石,脱水可变成α刚玉,可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等交代.
一水软铝石又名勃姆石、软水铝石,结构式为AlO(OH),分子式为Al2O3·H2O.斜方晶系,结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状.矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象.一水软铝石可溶于酸和碱.该矿物形成于酸性介质,主要产在沉积铝土矿中,其特征是与菱铁矿共生.它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等交代,脱水可转变成一水硬铝石和α刚玉,水化可变成三水铝石.
三水铝石又名水铝氧石、氢氧铝石,结构式Al(OH),分子式为Al2O3·3H2O.单斜晶系,结晶完好者呈六角板状、棱镜状,常有呈细晶状集合体或双晶,矿石中三水铝石多呈不规则状集合体,均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等类质同象或机械混入物.三水铝石溶于酸和碱,其粉末加热到100℃经2h即可完全溶解.该矿物形成于酸性介质,在风化壳矿床中三水铝石是原生矿物,也是主要矿石矿物,与高岭石、针铁矿、赤铁矿、伊利石等共生.三水铝石脱水可变成一水软铝石、一水硬铝石和α刚玉,可被高岭石、多水高岭石等交代.
铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O＋,五者总量占成分的95%以上,一般＞98%,次要成分有S、CaO、MgO、K2O、 Na2O、CO2、MnO2、有机质、碳质等,微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等.Al2O3主要赋存于铝矿物 ——水铝石、一水软铝石、三水铝石中,其次赋存于硅矿物中(主要是高岭石类矿物).
在内生条件下,由于有二氧化硅的广泛存在,Al2O3 与SiO2常紧密结合成各类铝硅酸矿物,这些矿物一般铝硅比小于1,而工业上对铝矿石一般要求Al2O3≥40%,Al/Si＞1.8～2.6,因此内生条件下很少形成工业铝矿床.
目前,已知的国内外工业铝土矿多是在表生条件下形成的.在表生条件下铝土矿的生成主要有两种形式：即风化-残积(余)成矿(红土成矿)和风化-搬运-沉积成矿或风化-改造-再沉积成矿(沉积成矿).风化-残积(余)成矿是含铝母岩在湿热气候条件下,具排泄良好的有利地形(如残丘、低山和台地),由于水、CO2和生物等的风化分解作用,母岩中易溶物质K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出,活动性小的物质 Al、Fe、Ti残留原地形成红土型铝土矿.风化-搬运-沉积成矿是含铝岩石、红土风化壳或已形成的红土矿床,在重力、水和自然酸(硫酸、碳酸、有机酸)等作用下,经机械的或化学的风化、剥蚀、搬运等物理、化学改造作用,于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或滨海潟湖、局限海盆内形成铝土矿,在水介质环境中形成沉积铝土矿.
铝土矿矿石含有镓、钒、铌、钽、钛、铈及放射性元素等有用组分,这些有价值的伴生组分可综合回收.而矿石中的硫、CO2、MgO、P2O5则是有害组分,不利于铝的冶炼回收.
铝土矿矿石根据其所含的主要含铝矿物分为：三水铝石