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铝的基本知识之化学成分【2011-10-24】

铝土矿的化学成分主要为Al2O3SiO2Fe2O3TiO2H2O+五者总量占成分的95%以上,一般>98%主要成分有SCaOMgOK2ONa2OCO2MnO2有机质、碳质等,微量成分有GaGeNbTaPCoZrVPCrNi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)
 
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>1.82.6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表生条件下形成的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-堆积成矿或风化-改造-再沉积成矿(堆积成矿)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KNaCaMg和SiO2被淋失排出,活动性小的物质AlFeTi残留原地形成红土型铝土矿。风化-搬运-堆积成矿是含铝岩石、红土风化壳或已形成的红土矿床,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、近海湖盆地或滨海湖、局限海盆内形成铝土矿,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、CO2MgOP2O5则是有害组分,有利于铝的冶炼回收。
 
铝土矿矿石根据其所含的主要含铝矿物分为:三水铝石型、一水软铝石型和一水硬铝石型。国外铝土矿矿石主要是三水铝石型,次为一水软铝石型,而一水硬铝石型铝土矿极少。但我国则主要是一水硬铝石型铝土矿,三水铝石型铝土矿极少。
 
国外的三水铝石型铝土矿具高铝、低硅、高铁的特点,矿石质量好,适合耗能低的拜耳法处理。国的一水硬铝石型铝土矿,总体特征是高铝、高硅、低硫低铁、中低铝硅比,矿石质量差,加工难度大,氧化铝生产多用耗能高的联合法。
 
铝的制取包括由矿石生产氧化铝,再由氧化铝生产金属铝两大部分。氧化铝生产方法主要有拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳-烧结联合法等。金属铝的生产方法主要是冰晶石-氧化铝融盐电解法。
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