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三、铝土矿基本知识
（二）铝土矿的类型
• 目前，已知的国内外工业铝土矿多是在表生条件下形 成的。在表生条件下铝土矿的生成主要有两种形式：即 风化-残积(余)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(余)成矿是含铝母岩在湿热气候条件下，具 排泄良好的有利地形(如残丘、低山和台地)，由于水、 CO2和生物等的风化分解作用，母岩中易溶物质K、Na、 Ca、Mg和SiO2被淋失排出，活动性小的物质Al、Fe、Ti 残留原地形成红土型铝土矿。
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三、铝土矿基本知识
（一）铝土矿的化学特性
• 铝土矿的化学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、 H2O＋，五者总量占成分的95%以上，一般＞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、Ge、Nb、Ta、TR、Co、 Zr、V、P、Cr、Ni等。Al2O3主要赋存于铝矿物——一水 铝石、一水软铝石、三水铝石中，其次赋存于硅矿物中 (主要是高岭石类矿物)。 • 在内生条件下，由于有二氧化硅的广泛存在，Al2O3 与SiO2常紧密结合成各类铝硅酸矿物，这些矿物一般铝硅 比小于1，而工业上对铝矿石一般要求Al2O3≥40%，Al/Si ＞1.8～2.6，因此内生条件下很少形成工业铝矿床。
• 工业上提取金属铝是先从铝土矿中提取氧化铝，然后 氧化铝经电解成为金属铝。根据我国生产实践经验，不 同氧化铝生产方法对矿石质量的要求还有所不同，其一 般要求是： • 1)烧结法：适于处理含硅较高的低品级矿石，要求 Al2O3/SiO2为3～5(或3.5左右)，Fe2O3＜10%。 • 2)拜耳法：适于处理含Al2O3高、SiO2低的富矿，一般 要求Al2O3＞65%，Al2O3/SiO2＞7。氧化铁在拜耳法流程 中不与碱起反应，只是铁高、赤泥量大，赤泥洗涤复杂采技术
• 1.地质勘探 矿区首先进行探矿工作，通过勘探控制 矿体的变化情况，确定矿量及品位，为 下一步的开采设计提供依据。 勘探是通过一定网度的探孔进行，根据 矿体的研究确定合理的网度进行探矿， 查明矿体赋存状态，适当加密孔距，保 持经济合理。
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四、铝土矿开采技术
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（二）铝土矿的类型
一水铝石（致密状）
三水铝石
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（二）铝土矿的类型
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（二）铝土矿的类型
豆鲕状铝土矿
蜂窝状铝土矿
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三、铝土矿基本知识
（二）铝土矿的类型
• 铝土矿矿石根据其所含的主要含铝矿物分为：三水铝 石型、一水软铝石型和一水硬铝石型。 • 国外铝土矿矿石主要是三水铝石型，次为一水软铝石 型，而一水硬铝石型铝土矿极少。但我国则主要是一水 硬铝石型铝土矿，三水铝石型铝土矿极少。 • 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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（三）我国铝的发现
• 我国铝土矿的普查找矿工作最早始于1924年，当时 由日本人板本峻雄等对辽宁省辽阳、山东省烟台地区的 矾土页岩进行了地质调查。此后，日本人小贯义男等人， 以及我国学者王竹泉、谢家荣、陈鸿程等先后对山东淄 博地区、河北唐山和开滦地区，山西太原、西山和阳泉 地区，辽宁本溪和复州湾地区的铝土矿和矾土页岩进行 了专门的地质调查。 • 我国南方铝土矿的调查始于1940年，首先是边兆祥对 云南昆明板桥镇附近的铝土矿进行了调查。 • 随后，1942～1945年，彭琪瑞、谢家荣、乐森王寻等 人，先后对云、贵、川等地铝土矿、高铝粘土矿进行了 地质调查和系统采样工作。总起来说，新中国成立以前 的工作多属一般性的踏勘和调查研究性质。
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4）水铝石-伊利石型（D-I型）
5）水铝石-高岭石-金红石（D-K-R型） 三水铝石型（G型）
河南
四川 福建、广东
三、铝土矿基本知识
（二）铝土矿的典型矿床
贵州修文小山坝铝土矿矿区 修文小山坝铝土矿矿区1957年开始勘探，累计探明铝土矿2026.4万吨，矿石平均品 位为67.91%。1979年五龙寺矿区开始投产，矿层呈似层状，产状平缓，倾角 5°～10°，向北东倾斜。 最早1960年对克俄铝土矿床克俄矿段进行勘探，随后又对卜家峪等矿段进行了勘探， 共累计探明铝土矿6265.6万吨，矿石平均品位为64.36%。1986年山西铝厂开始 对孝义铝土矿进行开采。矿石类型有致密状、粗糙状和豆鲕状三种。 该矿床1961～1964年以耐火粘土矿进行勘探，1966年开始投产。累计探明铝土矿 949.7万吨。含矿层的地质时代与山西孝义克俄矿床的时代相同，均属晚石炭 世本溪期。 该矿区面积有1750km2，在层状矿体分布132km长的范围内均有堆积矿石。最早 1959～1961年对原生矿进行勘探。因原生矿含硫高不能利用，1974年转对堆积 矿进行勘探，前后一共累计探明铝土矿储量达12609.8万t，平均品位64.69%。 由于层状矿石含硫太高(1.5%～7%)，工业尚难利用。 该矿1989年进行勘探，探明储量达1112万吨，矿石平均品位为53.62%。矿层产出形 状复杂，无矿天窗多，含矿系数较小，约0.5左右。这些岩层原地红土化剥蚀 成铝土物质、粘土矿物等风化壳物质于原地堆积，少部分是附近的风化壳铝土 矿物、粘土矿物由于坡积的作用略有迁移堆积而成。 山西孝义克俄铝土矿床
铝土矿的质量控制
• 1.地质资料控制 • 通过地质工作，确定铝土矿山的基本地 质情况，保证地质资料清楚，准确，这 是质量保证的前提。
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铝土矿的质量控制
• 2.采矿生产控制 • 通过合理确定采矿区域，采矿参数，控 制贫化率，控制铝土矿的质量。 • 3.通过对不同区域的矿进行有效组合，保 证矿产品达到客户要求。 • 4.重视化验工作在质量控制过程的作用。
• 2.清表工作 1、按照地质资料划分开采区域，制定清 表区域和施工计划。 2、根据清表状况进行采矿设计。 3、根据清表土方量确定排土场。 4、为矿区复垦工作做好准备。
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确定清表区域
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四、铝土矿开采流程
• 3.综采机采矿
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四、铝土矿开采技术
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四、铝土矿开采技术
• 4.装矿及运输
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采装方式
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公路运输方式
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公路运输方式
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港口装运驳船
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皮带装船
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固定吊装船
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港口装运
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港机
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海上倒驳
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（二）铝的工业生产
到了1900年，法国、意大利和美国等 国家有少量铝土矿开采，年产量才不过9万 t。随着现代工业的发展，铝作为金属和合 金应用到航空和军事工业，随后又扩大到 民用工业，从此铝工业得到了迅猛发展， 到1950年，全世界金属铝产量已经达到了 151万t，1996年增至2092万t，成为仅次于 钢铁的第二重要金属。
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三、铝土矿基本知识
（二）铝土矿的类型
基本类型 一水型铝土矿 一水型铝土矿 一水型铝土矿 亚类型 1）水铝石-高岭石型（D-K型） 2）水铝石-叶蜡石型（D-P型） 3）勃姆石-高岭石型（B-K型） 主要分布地区 山西、山东、河 北、河南、贵 州 河南 山东、山西
一水型铝土矿
一水型铝土矿 三水型铝土矿
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金属铝（铝锭）
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一、铝土矿的工业特性
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。
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三、铝土矿基本知识
（三）铝的工业生产方法
• 3)联合法：适于处理中等品位的铝土矿，我国主要用 混联法，即在拜耳法的赤泥中添加部分低品级矿石提高 烧结法的铝硅比，一般要求Al2O3＞60%，Al2O3/SiO2为 5～7，Fe2O3＜10%。对氧化铝生产而言，硫是很有害的 杂质，均不宜采用高硫矿石。 • 用作研磨材料的铝土矿，要求含Al2O3高、铁和钛低， 一般要求Al2O3≥70%，Fe2O3≤5%，TiO2≤4.5%， CaO+MgO≤1.0%，Al2O3/SiO2≥12。 • 作高铝水泥原料的铝土矿石必须：Fe2O3＜2.5%,TiO2 ＜3.5%,R2O(一价金属氧化物)＜1.0%,MgO＜1.0%。
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三、铝土矿基本知识
（二）铝土矿的类型
• 风化-搬运-沉积成矿是含铝岩石、红土风化壳或已形 成的红土矿床，在重力、水和自然酸(硫酸、碳酸、有机 酸)等作用下，经机械的或化学的风化、剥蚀、搬运等物 理、化学改造作用，于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或 滨海潟湖、局限海盆内形成铝土矿，在水介质环境中形 成沉积铝土矿。 • 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 矿石中的硫、CO2、MgO、P2O5则是有害组分，不利于铝 的冶炼回收。
铝土矿露天开采