中国铝土矿资源开发利用综述时间: 2009-05-15 11:22:49 | [<<] [>>]中国铝土矿资源开发利用综述曲献通一、铝土矿在国民经济发展中的地位1、铝土矿的工业用途铝土矿（Bauxite）一词为贝尔蒂埃（Berthier,1821年）首先采用，原指法国阿尔卑斯山之莱.保尔斯（Les baux）附近的富含氧化铝的沉积物，后被广泛应用，指富铝低硅低碱和碱土金属元素的风化产物。
现在铝土矿这一名称是指“铝、铁、钛的氧化物或氢氧化物的矿物超过50%，并且铝矿物比铁、钛矿物总量要丰富得多的残积或沉积而成的矿层。
因此，关于什么是铝土矿的问题必须在矿物组成定量测定的基础上才能解决。
作为铝矿石的铝土矿其定义是不确切的，因为矿石品级和非矿石品级的铝土矿之间界限是不断变化的，这主要取决于冶炼技术的发展和需求。
在目前的经济技术条件下，当Al2O3含量大于40%，铝硅比值大于2.1时，称为铝土矿。
铝土矿是生产铝时最重要的矿石来源，氧化铝的含量和铝硅比值，是评价铝土矿质量的主要依据，特别是后者，铝硅比值不同，其提取氧化铝的方法也就不同。
除此之外，它在制取高能磨料、高铝水泥、耐火材料、水泥、陶瓷材料、化工和医药等方面也有广泛的用途。
2、铝土矿在国民经济中的地位铝在20℃条件下密度为2.7g/m3，熔点660.37℃，沸点2467℃，并具有良好的传热性、延展性、导电性、反光性，现代工业的任何部门都需要铝，铝的使用量已超过了除铁以外的任何其他金属。
铝土矿发展至今180余年来，特别是著名化学家K.J拜耳于 1887年成功地用NaOH从铝土矿中提取氧化铝，及次年由霍尔-埃鲁发现氧化铝-冰晶石熔盐电解法生产金属铝后，铝的生产成本大幅降低，促使工业广泛采用以铝代铜，全世界1950年原铝产量仅150.7万吨，2002年原铝产量已达2400万吨。
二、铝土矿资源概况及分布1、世界铝土矿资源概况及分布世界铝土矿资源极其丰富，遍及五大洲40多个国家，目前已探明储量230亿吨（图1），据美国矿业局估计，世界铝土矿资源总量约为550-750亿吨（图2）。
铝土矿的储量主要集中在澳大利亚（56亿吨）、几内亚（56亿吨）、巴西（28亿吨）、牙买加（20亿吨）、印度（10亿吨）、圭亚那（7亿吨）等几个国家，储量占总储量的76.8%。
铝土矿的资源总量主要分布在非洲160-200亿吨，大洋洲70-100亿吨，南美洲190-250亿吨，亚洲80-130亿吨，加勒比海地区20-30亿吨，欧洲30-40亿吨。
图1世界铝土矿已探明储量分布图按铝土矿的类型来看，世界铝土矿大多数是规模巨大的红土型铝土矿床，约占总储量的86%，岩溶型铝土矿约占总储量的13%，沉积型（齐赫文型）铝土矿床仅占1%。
2、我国铝土矿资源概况及分布我国铝土矿资源丰富，遍及19个省（自治区），据1996年底全国铝土矿资源平衡表统计，除台湾省外，全国18个省（自治区）广泛分布着307个矿区，图2世界铝土矿资源总量分布图保有地质储量23.1亿吨，居世界第四位，比美国、俄罗斯、德国和法国4个国家的铝土矿资源的总和还多，我国预计资源总量可达40亿吨以上。
我国铝土矿的储量分布相对集中，首先从大行政区看，我国89%的铝土矿区和97%的储量，集中依次分布在华北、中南及西南三大行政区。
其次从各省（自治区）看，我国84%的铝土矿区和97%的储量集中依次分布在山西、贵州、河南、广西、山东、四川、云南7省（自治区）。
再次从全国地理位置来看，主要集中在中部，占73.93%，而东部和西部只占26.07%，其中西部22.47%，东部3.6%，。
另外按铝土矿的成矿期看，我国铝土矿成矿期从古生代泥盆纪一直延续到第四纪，其中最重要的成矿期为石炭纪、二叠纪，约占全国总储量的80.04%，第四纪约占16.85% (图3)。
图3我国铝土矿成矿时代分布图3、河南铝土矿资源概况及分布河南省铝土矿资源丰富，分布广泛。
主要集中在三门峡—郑州—平顶山之间的倒三角地带（包括三门峡、陕县、渑池、义马、偃师、巩义、荥阳、郑州、登封、新密、新郑、禹州、郏县、宝丰、鲁山、汝州、伊川、宜阳、济源、沁阳、焦作、博爱），遍及26个县市，含铝岩系面积约20000Km2。
全区铝（粘）土矿床（点）120个，已列入储量平衡表的铝土矿床38处，累计探明资源量4亿吨，预测远景储量（包括已查明未上表量）4亿吨，资源总量居全国第三位。
探明工业储量2.3亿吨，居全国首位。
河南铝土矿现今的空间分布除受成矿条件制约外，还取决于成矿后的构造变形和地形切割。
含矿层分布主要受渑池向斜、岱眉寨背斜、颖阳-新密复向斜、禹州向斜、汝州-邓县复向斜等褶皱构造的控制。
从探明的矿床规模看，其中大型矿床7个，中型矿床8个，小型矿床13个，大中型矿床主要分布在三门峡-新安、龙门-巩义和登封-禹州三个矿带。
储量占探明储量的94%，矿床数占矿床总数的81.7%。
三、我国铝土矿的勘查和研究1、我国铝土矿的勘查据有关资料记载，由于旧中国科学技术的落后，我国铝土矿发现较晚，直至第一次世界大战前，德国人在掠夺山东淄川煤矿时才发现了铝土矿，后来日本人对淄川铝土矿进行掠夺开采，当时有用淄博矿在高丽设厂炼铝之说。
继后，193 9-1942年，陆续发展了辽南（抚顺、大连）铝土矿、川南（江北、南川）、滇中（昆明、呈贡、安宁、宜良）铝土矿、黔中（修文、清镇）铝土矿以及闽粤沿海（漳浦）地区铝土矿。
这些铝土矿的发现，都是我国老一辈地质学家和爱国志士艰苦奋斗的结果。
中华人民共和国成立以后，我国铝土矿地质勘查走向了一个飞跃发展的新阶段。
首先对淄博铝土矿进行了勘探，着手建设我国第一个铝工业基地，1954年建成山东铝厂。
1950年北京地质学院冯景兰和张伯声教授在河南小关发现铝土矿，为我国在华北地区寻找铝土矿开辟了新局面。
此后，又相继在河南洛阳、许昌、开封、新乡等地也勘探了为数众多的铝土矿床，提交了巨大的铝土矿储量，并于上世纪60年代（1965年）建成我国最大的郑州铝工业基地。
上世纪90年代（1993年）建成中州铝厂。
上世纪60年代，黔中铝土矿也开始勘探，并于上世纪70年代（1978年）建成贵州铝厂。
1958年山西地质工作者在孝义、阳泉等地区也普遍发现有铝土矿存在。
北京地质学院实习队在广西白色地区发现了铝硅比很高的平果铝土矿。
经过后来的勘探工作，山西铝土矿说明华北地区铝土矿层稳定，分布广泛，成矿环境和过程基本一致；广西平果铝土矿的发现，揭开了在二叠纪层位寻找铝土矿的局面。
另一方面，第三纪—第四纪堆积型铝土矿的发现在铝土矿类型上有了新的突破。
另外，在1959年，海南地质队发现了文昌-琼山-琼海玄武岩风化类型三水铝石矿床，新疆地质队在南天山塔里木西北缘发现地槽型的硬水铝石矿床。
新中国成立后的50多年中，我国铝土矿勘查工作进入飞跃发展的阶段，取得了丰硕成果，307个铝土矿床的普查和勘探，为国民经济的发展提交了巨大的铝土矿资源，全国探明储量在世界铝土矿资源中占有较重要地位。
2、我国铝土矿的研究我国铝土矿研究最早并获得成果的，当属我国老一辈著名地质学家王竹泉和谢家荣两位教授。
1928年，王竹泉教授对山东淄博铝土矿进行了研究，于1932年发表了《山东淄川铝土矿研究》，阐述了矿床的地质特征、分布规律等地质特点。
上世纪30年代谢家荣教授对淄博和滇黔等地铝土矿进行了镜下研究，指出了铝土矿床中铝矿物以硬水铝石为主，并有一水软铝石；硅矿物以高岭石为主；钛矿物以锐钛矿为主，并有微量的金红石、锆英石等。
这些研究成果对我们现在进行铝土矿的研究都具有一定的参考价值。
解放50多年来，不仅铝土矿储量有明显增长，而且成矿理论和成矿规律等研究领域也获得累累硕果。
上世纪50年代初，章元龙教授提出了“某些三水铝矿石可能是以高岭石一面脱硅、一面水合变过来的”这个观点，无疑是铝土矿成矿理论方面的一个重大突破。
1963年黄汲清教授在全国地层会议上宣读有关我国铝土矿床类型、成矿规律及找矿方向的报告，蒋溶“中国铝土矿的层位、成因、分布规律、找矿方向”论文把我国铝土矿床分为滨海、浅海型、湖沼型、风化壳型三大类。
另外在对铝土矿物质成分、结构构造的研究也有重大突破。
迄今为止，在我国铝土矿床中发现了396种矿物，自然界存在的5种铝的氢氧化物——三水铝石、拜耳石、诺尔石、一水软铝石、硬水铝石和一种铝的氧化物——刚玉均在铝土矿床中发现；上世纪80年代以来，由于“X衍射”、电子探针、红外、光谱等仪器获得应用，使我国在矿物方面研究已日趋接近国际水平。
四、我国铝土矿床的赋存特征1、矿床类型及成矿时代我国307个铝土矿床中，沉积型矿床占矿床总数的94%，约占全国总储量的86%；堆积型矿床占矿床总数的5%，约占全国总储量的13%；红土型矿床占矿床总数和全国总储量均在1%左右。
关于铝土矿成因及时代是个长期争论未决的问题，有待今后逐步研讨研究形成共识。
但一般认为，沉积型铝土矿床，实际是古风化壳成矿陆相沉积之矿床，在我国主要是以碳酸盐岩为母岩的古岩溶型沉积矿床，其储量约占全国总储量7 6%；其次是以硅酸盐为母岩的古风化壳成矿沉积矿床，其储量约占全国总储量的10%左右。
至于堆积型铝土矿床，则是古风化壳（以古岩溶为主）沉积矿床之部分矿体，经后期破坏残坡积于原矿体附近次生堆积之矿床，其成矿时代应与矿石的原生矿体一致。
而红土型矿床，则是新生代风化壳的产物。
我国铝土矿的矿床类型和时代，在大地构造单元的分布有明显规律性：古岩溶型沉积矿床，基本分布在华北准地台，其成矿时代，华北准地台以晋、豫为中心的石炭纪铝土矿，向东（辽、鲁）、向南（从鄂、陕南）逐渐变为石炭-二叠纪、二叠纪铝土矿；扬子准地台则以黔中为中心的石炭纪铝土矿，向北（黔北、川东南），向西（川南、滇中），向黔东逐渐变为石炭-二叠纪、二叠纪铝土矿；古生代成矿新生代次生堆积之矿床，则分布在华南褶皱系与扬子准地台西南部邻界两侧的黔东、黔北、桂西、滇东一带；新生代红土风化壳型矿床，则分布在北纬25°以南，东南沿海褶皱系的闽、粤、琼、台、及华南褶皱南端桂东南一带。
2、矿体赋存条件我国古岩溶沉积型铝土矿床，绝大多数赋存于古生代石炭系及二叠系底部地层中，个别赋存于中生代三叠系地层中，其底板为灰岩，白云质灰岩、泥质灰岩等碳酸盐岩，矿体形态完全受古风化面形态控制，矿体一般呈似层状、扁豆状、透镜状及漏斗状，如河南张窑院矿区，山西西河底矿区。
堆积型铝土矿床，是我国独特的矿床类型。
该类型矿床一般位于原生沉积矿邻近的岩溶洼地及坡地上，其底板多为石炭-二叠系石灰岩或白云质灰岩地层，个别为上泥盆统及下三叠统石灰岩地层。
其含矿层位于第四纪下更新统的红土层中，矿体形态较复杂，在平面上呈长条状、带状、环带状及不规则状；在剖面上呈缓倾斜的似层状，扁豆状和透镜状。