铝土矿类型及其矿石性质
发布日期： 2020-10-21 10:36:00 阅读量（491） 作者：国外很早以前就对铝土矿的类型进行了划分。1930年，J.拉帕兰在研究法国铝土矿矿床时，根据矿物含量的多少把铝土矿划分为四种类型：一水硬铝石型、一水软铝石型、三水铝石型和高岭石型。1940年，别洛乌索夫将铝土矿分为三种类型：一水型、三水型和混合型(一水和三水)。
1、铝土矿矿石的分类
1947年罗日科娃和索波列娃将铝土矿进一步详细划分成以下类型：
(1)含一水氧化铝的铝土矿
这种类型的铝土矿包含以下几种：一水软铝石一一水硬铝石型(一水硬铝石占多数)，高岭石一一水硬铝石型，绿泥石一一水硬铝石型，一水软铝石型，高岭石一水软铝石型。
—水氧化铝的铝土矿常为一水软铝石、一水硬铝石或混合成分，大部分含有铁质矿物，含高岭石、绿泥石的混合物，少数混入方解石、菱铁矿、黄铁矿和刚玉。西伯利亚、中亚、南欧和土耳其等地铝土矿床大部分是这种矿物类型。有的以一水软铝石为主，有的以一水硬铝石为主，但只有一水软铝石或一水硬铝石的矿床非常少见。
(2)含三水氧化铝的铝土矿
这种类型的铝土矿包含以下几种：三水铝石型(石质和疏松的)，高岭石一三水铝石型(疏松的和黏土质的)，多水高岭石-三水铝石型，水铝英石一三水铝石型。
三水氧化物的铝土矿多为铁质或弱铁质，通常含一定数量的高岭石或刚玉，有的含有菱铁矿或方解石。铁质三水铝石型铝土矿分布范围广，热带地区、西伯利亚、哈萨克斯坦的许多矿床多为该种类型;贫铁的三水铝石型铝土矿多分布在苏里南矿床，另外在印度、中国及其他国家也有少量分布。
(3)含一水和三水氧化铝的铝土矿
这种类型的铝土矿主要是三水铝石一一水软铝石型。三水铝石型矿床中有大量的一水软铝石，如牙买加、印度、非洲等地的铝土矿.该类矿石由于混入一些磁赤铁矿和磁铁矿，因此一般为磁性铝土矿。
我国铝土矿可以划分为古风化壳型和红土型两个类型。我国铝土矿矿石总量的98%以上属于古风化壳型铝土矿，该种类型的铝土矿是由红土风化作用形成的，上层一般有较新的地层覆盖，矿物组合主要是铝土矿物，其次是黏土矿物、含铁矿物.有少量含钛矿物和微量重矿物。红土型铝土矿又称漳浦式铝土矿，可以分为原地残积亚型铝土矿(多分布于高地)和异地坡积亚型铝土矿(多分布在低地、谷地)，中国南方的福建、广东、海南、广西、台湾等地多分布该种类型的铝土矿。
2、我国铝土矿的类型
新中国成立前我国把铝土矿统一划归为“沉积矿床”一类。没有进一步细分;新中国成立后，我国按照苏联的划分模式将铝土矿床划分为地槽型和地台型两种;1984年国家矿床储量委员会编制了我国铝土矿规范，将我国铝土矿床分为沉积型(古风化壳型)、堆积型和红土型三个类型。
(1)贵州古风化壳型铝土矿。贵州铝土矿均为古风化壳型铝土矿，分布在遵义、瓮安、正安、息烽、开阳、修文、贵阳等地。典型矿床有：遵义苟江铝土矿、川主庙铝土矿、修文小山坝铝土矿、云雾山铝土矿、黄平王家寨铝土矿、清镇猫场铝土矿等。矿石特点是：矿石主要有碎屑状结构、致密状结构，其次有豆、鲕状结构，大多数由大小不等、形态各异的红土砾块组成;矿石中矿物主要为一水硬铝石，其次为高岭石、埃洛石及赤铁矿、黄铁矿.极少量陆源重矿物，如钛铁矿、电气石等。
(2)河南古风化壳型铝土矿。河南古风化壳型铝土矿位于华北准地台南缘，主要分布在西部新安，南部宝丰、禹州，中部巩县、登封、偃师一带。典型矿床有新安张窑院铝土矿、巩县小关铝土矿等。矿石中主要矿物为一水硬铝石，少量高岭石、水云母、氧化铁矿物和绿泥石等。
(3)山西古风化壳型铝土矿。山西古风化壳型铝土矿属于晚石炭纪，主要分布在孝义、阳泉、保德、宁武等地区。典型矿床有孝义西河底铝土矿、阳泉白家庄铝土矿。矿石结构中有致密块状、半土状、土状、碎屑状、豆鲕状、渗流管状等结构，是由微细碎屑状水硬铝石聚集而成的微团粒，主要矿物为一水硬铝石，其次为高岭石、水云母、赤铁矿、针铁矿、镜铁矿、锆英石、叶蜡石、地开石、方解石，少量石英、长石、蛋白石、黄铁矿、磁铁矿、钛铁矿、菱铁矿、电气石、云母、磷灰石、绿泥石等。
(4)广西古风化壳型铝土矿。主要分布在桂西地区的平果、田东、田阳、德保、靖西等地区。典型矿床平果那豆铝土矿，包括那豆、太平、果化、教美、新安五个矿段.是碳酸盐岩古风化壳准原地堆积铝土矿，经过喀斯特风化作用形成的碎块堆积。矿石中一水硬铝石的结构有豆鲕状、碎屑状、团粒状、致密块状、多孔状、显微细脉状结构;铁矿物多呈块状、肾状、皮壳状、多孔蜂窝状、粉末状、浸染状构造;黏土矿物有致密块状、微层状、浸染状、斑点状结构。铝土矿矿物有一水硬铝石、三水铝石、勃姆石、拜铝石和微量刚玉;铝硅酸盐矿物有高岭石、绿泥石、水云母;含铁矿物有针铁矿、赤铁矿、菱铁矿;含钛矿物有锐钛矿、金红石、钛铁矿。
(5)四川古风化壳型铝土矿。主要分布在四川盆地西北边缘的龙门山褶皱断裂带、东南边缘的扬子准地台西段，包括乐山、芦山、灌县、绵竹、安县、广元、南川、武隆等地。典型矿床有南川大佛岩铝土矿、乐山新华铝土矿、乐山沙湾铝土矿、芦山大白岩铝土矿等。铝土矿矿石中一水硬铝石呈土状、半土状、致密块状、豆鲭状、椭岡形、扁豆形等分布。铝土矿主要为一水硬铝石，少量勃姆石，黏土矿物主要为高岭石，其次为多水高岭石，铁矿物为水赤铁矿，还有微量钛铁矿、锆石、榍石、黑云母、石英、电气石等。
(6)云南古风化壳型铝土矿。主要分布在昆明市郊、安宁、富民、寻甸、呈贡、西畴、麻栗坡、广南、丘北等地。典型矿床有富民老煤山铝土矿、麻栗坡铁厂铝土矿等。矿石结构有条板柱状、土状、碎屑状、豆鲕状、团块状、砂屑状、胶凝状等。矿石中常见海相动物化石，有明显的层理、层纹。矿物包括一水硬铝石、少量勃姆矿和二水铝石、高岭石、锆石、电气石、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、锐钛矿、白钛矿、金红石等，颗粒多呈滚圆状。
(7)新疆乌什阿依里古风化壳型铝土矿。位于新疆乌什县县城西北。矿石多为致密状.有少半土状淋失结构，矿石呈紫红色、红棕色、灰黑色、黄绿色、A色等。矿石的红土结构以红土鲕粒结构为主，少量红土豆状、碎屑状。主要矿物为一水硬铝石，其次为高岭石、铁质氧化物、黄铁矿、黏土矿物、石英、白钛矿、锐钛矿、金红石、电气石等。
(8)福建漳浦红土型铝土矿。是由玄武岩在气候炎热、潮湿多雨的环境中，经红土化风化作用后形成，矿区位于福建漳浦、海登等地的沿海地区，呈东北一西南走向分布。含矿层由红土及铝土矿石团块共同混杂组成，团块直径0.3〜50cm。主要矿物为三水铝石。少量勃姆矿、高岭石、石英、赤铁矿等。铝土矿物90%以上是三水铝石，属高铁的三水铝石型铝土矿，三水铝石大部分晶体结构完整;铝硅酸盐矿物主要是高岭石，结晶程度差，多与凝胶状氢氧化铝、氧化铁等矿物共生。
(9)广西红土型铝土矿。主要分布在贵县城西、城东附近，包括蒙工、覃唐、附城、大屿等矿段，典型矿床贵县铝土矿。铝土矿含矿层厚度变化较大(2.5〜16m)，共分四层：红色黏土层、铝土矿含矿层、残坡积黏土层、残积亚黏土层。其中红色黏土层属于红色松散状土壤，含矿块极少;铝土矿含矿层由大小不等的铝土矿团粒和黏土混杂而成，一水硬铝石呈浑圆形碎屑、鲕状、结核状、块状、结石状等不规则形状.黏土呈红、橙红、黄褐色;残坡积黏土层由红黄色黏土、亚黏土组成，夹杂少量微粒状铝土矿。主要矿物为三水铝石、褐铁矿、石英、绿泥石、白云母、针铁矿等。
3、铝土矿矿石中元素的赋存状态
不同地区铝土矿中化学元素的含量波动很大，常见的几种元素赋存状态如下：
(1)铝。铝存在于一水硬铝石、三水铝石、一水软铝石、刚玉、髙岭石、多水髙岭石、绿泥石、伊利石、叶蜡石等矿物中。部分铝以类质同象混合物的形式进入铁矿物。在铝土矿中，铝主要以氢氧化物的形式存在;在火成岩中，铝主要赋存于架状硅酸盐中；在沉积岩中.铝主要赋存于层状硅酸盐中。
(2)硅。硅主要以二氧化硅的形式存于高岭石和多水高岭石中，少量赋存于石英和绿泥石中，极少量赋存于水云母和胶岭石中。中国、哈萨克斯坦、圭亚那、乌克兰等国铝土矿的突出特点就是二氧化硅含量高。
(3)铁。铁元素主要赋存于针铁矿、赤铁矿中.少量赋存于菱铁矿、绿泥石中。某些地区的铝土矿含有一定数量的磁铁矿、磁赤
铁矿、钛磁矿、钛铁矿等磁性铁矿物。少部分铁可能进入一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石中。在希腊、乌拉尔的铝土矿中，有时见到黄铁矿。在沉积型铝土矿中，沿地势的下降.铁含量逐渐降低;有时由于有机物的混人，使铁的存在形式发生改变，通常以低价态氧化物的形式赋存于绿泥石、菱铁矿或黄铁矿中。
(4)钛。钛元素在铝土矿中主要以锐钛矿、金红石或白钛矿形式存在。钛是铝土矿的一种特征组分，含量通常较低(1%〜3%)。
(5)钙和镁。红土型铝土矿中氧化钙含量一般在0.1%〜0.2%，但在岩溶型铝土矿中可达5%〜8%，通常以方解石的形式存在。镁一般赋存于绿泥石中.局部含在铁质碳酸盐中。
(6)锰。锰元素的含量一般在0.2%左右。在岩溶型矿床中，锰以黑色氢氧化物的形式富集在矿层的下部.呈枝状、细脉状、结核或薄膜状分布。
(7)钾和钠。铝土矿中钾和钠的含量很低，主要含在长石、沸石和黏土矿物中。当在显微镜下观察铝土矿时，很难看到含碱矿物.有时可以看到云母小鳞片。
(8)磷。铝土矿中的磷主要赋存于细分散的铝、铁的磷酸盐中，在部分矿床底部，有时可以见到细晶磷灰石。在磷灰岩或其他含磷高的岩石红土化的地区，发现了铝、铁的磷酸盐大量堆积。
(9)碳。碳在铝土矿中分布极不均匀，红色铝土矿一般含碳万分之几，而粉红色、白色、灰色、黑色铝土矿中碳含量可髙达10%，主要以煤、石墨或有机物的形式存在。
(10)硫。在铝土矿中硫的含量通常在0.03%〜0.05%，少数可达6%〜7%，一般以硫化物或硫酸盐的形式存在。硫化物主要是黄铁矿，少数为白铁矿或胶黄铁矿，有时还可以见到呈浸染状的后生黄铁矿。
除了以上几种常见元素外，铝土矿中还伴生着一些微量元素，比如：镓、锂、钪、钒等。含量从万分之几到十万分之几不等。大多数微量元素仅具有理论意义，难以回收。铝土矿中微量元素的矿物形态是各式各样的，这些元素大部分处于分散状态，独立矿物很少。铝和铁的胶体氧化物或氢氧化物在沉淀时吸附并一起沉淀了许多元素，这些元素以类质同象混人物的形式进入到矿物晶体。
(1)钪。钪在化合物中一般为+3价，氧化物为白色粉末。铝土矿中，赤铁矿含钪最丰富，一水软铝石、绿泥石中也含有一定量的钪。地壳中钪的分异作用明显。钪在酸性岩中含量为5g/t，基性岩中为38g/t，而在碱性岩中含量为50g/t。因此与基性岩或碱性岩有关的铝土矿中钪的浓度高。
(2)钒。钒在地壳岩石中分布很不均匀，酸性岩中含量为20g/t，基性岩中可以达到250g/t。钒主要陚存于蛇绿岩中，前苏联十个矿床的铝土矿中钒平均含量0.04%，匈牙利铝土矿矿床中钒平均含量0.05%〜0.07%，意大利、希腊的铝土矿中钒含量较高，约为0.1%。
(3)镓。镓是一种灰色脆性金属，主要从铝土矿中回收。化合物中镓通常为+3价，在自然界中容易迁移和富集。在矿物中存在类质同相现象。目前已知的一种镓矿物是在纳米比亚发现的天顶石[Ga(OH)3]。在氧化铝生产过程中，大约有一半的镓残留在铝酸盐溶液中，在多次重复使用过程中富集了镓.通过碳化作用，可提取出镓。镓在地壳中的含量为15g/t，基性岩中含镓12g/t，酸性岩中含镓18g/t，黏土岩中镓含量20g/t，而铝土矿中镓含量可达45〜60g/t，霞石和钠沸石含镓量可以高达100〜200g/t。
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