鋁土礦的化學(xué)成分主要為Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O+,五者總量占成分的95%以上,一般>98%,次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、MnO2、有機質(zhì)、碳質(zhì)等,微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3主要賦存于鋁礦物——水鋁石、一水軟鋁石、三水鋁石中,其次賦存于硅礦物中(主要是高嶺石類礦物)。
在內(nèi)生條件下,由于有二氧化硅的廣泛存在,Al2O3與SiO2常緊密結(jié)合成各類鋁硅酸礦物,這些礦物一般鋁硅比小于1,而工業(yè)上對鋁礦石一般要求Al2O3≥40%,Al/Si>1.8~2.6,因此內(nèi)生條件下很少形成工業(yè)鋁礦床。
目前,已知的國內(nèi)外工業(yè)鋁土礦多是在表生條件下形成的。在表生條件下鋁土礦的生成主要有兩種形式:即風(fēng)化-殘積(余)成礦(紅土成礦)和風(fēng)化-搬運-沉積成礦或風(fēng)化-改造-再沉積成礦(沉積成礦)。風(fēng)化-殘積(余)成礦是含鋁母巖在濕熱氣候條件下,具排泄良好的有利地形(如殘丘、低山和臺地),由于水、CO2和生物等的風(fēng)化分解作用,母巖中易溶物質(zhì)K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出,活動性小的物質(zhì)Al、Fe、Ti殘留原地形成紅土型鋁土礦。風(fēng)化-搬運-沉積成礦是含鋁巖石、紅土風(fēng)化殼或已形成的紅土礦床,在重力、水和自然酸(硫酸、碳酸、有機酸)等作用下,經(jīng)機械的或化學(xué)的風(fēng)化、剝蝕、搬運等物理、化學(xué)改造作用,于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或濱海(氵舄)湖、局限海盆內(nèi)形成鋁土礦,在水介質(zhì)環(huán)境中形成沉積鋁土礦。
鋁土礦礦石含有鎵、釩、鈮、鉭、鈦、鈰及放射性元素等有用組分,這些有價值的伴生組分可綜合回收。而礦石中的硫、CO2、MgO、P2O5則是有害組分,不利于鋁的冶煉回收。
鋁土礦礦石根據(jù)其所含的主要含鋁礦物分為:三水鋁石型、一水軟鋁石型和一水硬鋁石型。國外鋁土礦礦石主要是三水鋁石型,次為一水軟鋁石型,而一水硬鋁石型鋁土礦極少。但我國則主要是一水硬鋁石型鋁土礦,三水鋁石型鋁土礦極少。
國外的三水鋁石型鋁土礦具高鋁、低硅、高鐵的特點,礦石質(zhì)量好,適合耗能低的拜耳法處理。我國的一水硬鋁石型鋁土礦,總體特征是高鋁、高硅、低硫低鐵、中低鋁硅比,礦石質(zhì)量差,加工難度大,氧化鋁生產(chǎn)多用耗能高的聯(lián)合法。
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