关于铝矾土与陶瓷的问题

矿物质类型和用途不同。

1、矿物质类型，陶土一种陶瓷原料。矿物成分复杂，主要由水云母、高岭石、蒙脱石、石英及长石所组成的粉砂一砂质粘土。铝矾土它的主要矿物类型是三水铝石、硬水铝石和勃姆石。

2、用途，铝矾土主要用于炼铝，制耐火材料，陶瓷土用于制造工业技术陶瓷。

具有耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐高温、施工方便等特点，是电力、冶金、煤炭、石油、水泥、化工、机械等行业物料（如灰渣、煤粉、矿精粉、尾矿、水泥等）输送设备表面耐磨的理想材料。

铝土矿矿石用途多样：

(1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。

(2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。(3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好。

(4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻，耐高温，热稳定性好，导热率低，热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000～2200℃的高温电弧炉中，经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却，就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。

(5)以镁砂和矾土熟料为原料，加入适当结合剂，用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。

(6)制造矾土水泥，研磨材料，陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。

其中最重要的用途是：铝工业中提炼金属铝、作耐火材料和研磨材料，以及用作高铝水泥原料。矿石用途不同，其质量要求各异。中国有色金属工业总公司1994年发布的铝土矿石的行业标准(YS/T78-94)。按照该标准将铝土矿分成沉积型一水硬铝石、堆积型一水硬铝石及红土型三水铝石三大类型，并按化学成分分为LK12-70、LK8-65、LK5-60、LK3-53、LK15-60、LK11-55、LK8-50、LK7-50、LK3-40等九个牌号。该标准除了对铝土矿的化学成分作出了规定外，还要求沉积型一水硬铝石的水分不得大于7%，堆积型一水硬铝石和红土型三水铝石的水分不得大于8%。此外要求铝土矿石的粒度不得大于150mm。铝土矿石不得混入泥土、石灰岩等杂物。

1、炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。

2、精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。

3、用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好。

4、硅酸铝耐火纤维。具有重量轻，耐高温，热稳定性好，导热率低，热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。

产地分布

已知赋存铝土矿的国家有49个。中国有丰富的铝矾土资源，约37亿吨，居世界前列，与几内亚、澳大利亚、巴西同属世界铝矾土资源大国。但生产供耐火材料用的高铝矾土的国家只有圭亚那和中国，其他国家的铝矾土含铁量高，多用于炼铝和研磨材料。

中国铝土矿资源比较丰富，在全国18个省、自治区、直辖市已查明铝土矿产地205处，其中大型产地72处（不包括台湾）。主要分布在山西、山东、河北、河南、贵州、四川、广西、辽宁、湖南等地。

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。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。

铝土矿一词最早由法国人贝尔蒂埃(Berthier)于1821年提出,原指法国阿尔卑斯山之莱·保克斯(LexBaux)附近的富含氧化铝的沉积物,后被广泛采用,泛指富铝低硅低碱和碱土金属的地壳风化产物。现在铝土矿通常指工业上能利用的且以三水铝石(gibbsite)、一水软铝石(boehmite)或一水硬铝石(diaspore)为主要矿物所组成的矿石。

根据所含主要铝矿物的不同,铝土矿矿石通常分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型3种主要矿石类型。国外铝土矿矿石主要为三水铝石型、次为一水软铝石型,而一水硬铝石型极少。我国铝土矿矿石则主要为一水硬铝石型,三水铝石型极少(照片1.1)。

照片1.1 河南铝土矿矿石

三水铝石又名水铝氧石、氢氧铝石,是以矿物收藏家C.G.吉布斯(Gibbs)的姓于1822年命名的铝的氢氧化物矿物。三水铝石中:Al2O3的质量分数65.4%,H2O的质量分数34.6%。常见类质同象替代物Fe和Ga,Fe2O3的质量分数可达2%,Ga2O3的质量分数可达0.006%。此外,常含杂质CaO、MgO、SiO2等。单斜晶系,a0=0.864nm,b0=0.507nm,c0=0.972nmz=8。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。矿石中三水铝石晶体极细小,晶体聚集在一起成结核状、豆状或土状。玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽,透明至半透明。解理极完全。硬度2.5~3.5,相对密度2.30~2.43。三水铝石是长石等含铝矿物化学风化的次生产物,主要由铝硅酸盐矿物经分解和水解而成。热带和亚热带气候有利于三水铝石的形成,是红土型铝土矿的主要矿物成分。在区域变质作用中,经脱水可转变为软水铝石、硬水铝石(140~200℃),随着变质程度的增高,也可转变为刚玉。

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。矿石中的一水硬铝石一般含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物。一水硬铝石形成于酸性介质,在自然界常与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。水化可变成三水铝石、脱水可变成刚玉,可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等交代。

一水软铝石又名勃母石、软水铝石,结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3·H2O。斜方晶系,结晶完好者呈菱形体、菱面状、棱状、针状、纤维状和六面角状。矿石中一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、C2rO、Ga2O3等类质同象或机械混入物。一水软铝石形成于酸性介质,主要产在铝土矿中,常与菱铁矿共生。可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石交代,脱水可转变为一水硬铝石或刚玉,水化可变成三水铝石。

铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O,五种成分的质量分数占铝土矿成分的95%以上,一般大于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、Nb、Ta、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3主要赋存于铝矿物——三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石中,其次赋存于硅酸盐矿物(主要是高岭石类)中。

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S、CO2、MgO、P2O5则是有害组分,不利于铝土矿的冶炼回收。

铝土矿的应用领域有金属和非金属两个方面。在金属方面,铝土矿是生产金属铝的主要原料,这是铝土矿最主要的应用领域,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属。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性能,因而广泛应用于国民经济各方面。目前,全世界用铝量最大的是建筑、交通运输和包装行业,占铝总消费量的60%以上。同时铝还是电器工业、飞机制造工业、机械工业和民用器具不可缺少的原材料。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。

概况讲,铝土矿的应用主要有以下六个方面:

1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品生产等行业。

2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸,用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械行业。

3)耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃,化学稳定性强、物理性能良好。

4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、热容小和耐机械振动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。

5)以镁砂和矾土熟料为原料,加入适当结合剂,用于浇注盛钢桶效果甚佳。

6)制造矾土水泥、研磨材料、陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。