一级结构辅导：铝的矿物原料特点

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，其中常见矿物约有43种。其实没有纯矿物组成的铝矿，一般都是共生|源|检|分布，混有杂质。从经济和技术的角度来看，并不是所有的含铝矿物都可以作为工业原料。用于提炼金属铝的铝土矿主要由一水硬铝石、一水硬铝石或三水铝石组成。由于铝土矿资源缺乏，苏联用霞石和明矾石提取氧化铝。我国硫-磷-铝锶矿中可综合回收氧化铝。

一水硬铝石又称一水硬铝石，结构式和分子式为AlO(OH)和Al2O3.H2O .斜晶系，结晶较好的有柱状、板状、鳞片状、针状、棱柱状等。矿石中的勃姆石一般含有不同的类质同象混合物，如TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等。铝土矿溶于酸和碱，常温常压下较弱，在高温高压和强酸或强碱的浓度下可完全分解。一水硬铝石形成于酸性介质中，与一水硬铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石和黄铁矿共生。可水化成三水铝石，脱水成α刚玉，可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石替代。

勃姆石又称勃姆石、勃姆石，结构式为AlO(OH)，分子式为Al2O3.H2O .斜晶系。结晶良好的勃姆石为菱形、棱柱形、针状、纤维状和六角形。矿石中的勃姆石往往含有Fe2O3、TiO2、Cr2O和Ga2O3的类质同象。勃姆石可溶于酸和碱。这种矿物形成于酸性介质中，主要产于沉积型铝土矿中，以与菱铁矿共生为特征。可以用一水硬铝石、三水铝石、高岭石等代替。它可以通过脱水转化为一水硬铝石和α刚玉，通过水化转化为三水铝石。

三水铝石又称勃姆石、勃姆石，结构式为Al(OH)，分子式为Al _ 2O _ 3.3H2O，为单斜晶系，结晶较好的为六方和棱形。|来源|检查|大|常有细粒集合体或孪晶。矿石中大部分三水铝石为不规则集合体，均含有不同量的TiO2、SiO2、Ga2O3和nb2o。三水铝石溶于酸和碱，加热至100℃2h，其粉末可完全溶解。这种矿物是在酸性介质中形成的。在风化壳矿床中，三水铝石是原生矿物和主要矿石矿物，与高岭石、针铁矿、赤铁矿和伊利石共生。三水铝石脱水可转变为一水硬铝石、一水硬铝石和α刚玉，并可被高岭石和水合高岭石替代。

铝土矿的主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O++，其总和占95%以上，一般在98%以上。微量成分有硫、氧化钙、氧化镁、K2O、氧化钠、二氧化碳、二氧化锰、有机物、碳等。微量成分为Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co，Al2O3主要赋存于铝矿物—一水软铝石、一水硬铝石和三水铝石中，其次为硅矿物(主要为高岭石矿物)。

在内生条件下，由于二氧化硅的广泛存在，Al2O3和SiO2往往紧密结合成各种铝硅酸盐矿物。一般来说，这些矿物的铝硅比小于1。但工业上一般要求铝矿Al2O3≥40%，Al/Si > 1.8 ~ 2.6，所以工业铝矿很少在内生条件下形成。

目前，国内外已知的工业铝土矿多形成于表生条件下。在表生条件下，铝土矿形成主要有两种形式:风化-残积(残积)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(残积)成矿作用是指在湿热气候条件下，含铝母岩的有利地形(如残丘、低山、阶地)。由于水、CO2和生物的风化分解，母岩中的可溶物质K、Na、Ca、Mg和SiO2被浸出，活性较低的物质Al、Fe和Ti留在原地形成红土型铝土矿。风化-搬运-沉积成矿作用是指含铝岩石、红土风化壳或形成的红土矿床。铝土矿是在重力、水和天然酸(硫酸、碳酸、有机酸)的作用下，经过机械或化学风化、剥蚀、搬运等物理化学转化，在水介质环境中，形成于山坡洼地、山谷、近海湖盆或海岸泻湖、局限海盆中。

铝土矿含有有用的成分，如镓、钒、铌、钽、钛、铈和放射性元素。这些有价值的伴生组分可以综合回收。但矿石中的硫、CO2、MgO和P2O5是有害成分，不利于铝的冶炼和回收。

铝土矿按主要含铝矿物分为三水铝石型、一水硬铝石型和一水硬铝石型。国外铝土矿主要是三水铝石型，其次是一水硬铝石型，一水硬铝石型铝土矿很少。但在中国，一水硬铝石型铝土矿是主要类型，三水铝石型铝土矿很少。

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。我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。
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