鋁石

鋁石指的是化學式為Al2O3·nH2O，以三水鋁石、一水硬鋁石等含水氧化鋁礦物為主，並含高嶺石、蛋白石、赤鐵礦等組成的多礦物混合物。

基本介紹

• 中文名：鋁石
• 化學式：Al2O3·nH2O
• 主要成分：三水鋁石、一水硬鋁石
• 其他成分：高嶺石、蛋白石、赤鐵礦等

簡介

鋁土礦實際上是指工業上能利用的，以三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石為主要礦物所組成的礦石（鋁石）的統稱。

主要成分

三水鋁石（Gibbsite）Al(OH)3三水鋁石是鋁的氫氧化物結晶水合物，在鋁土礦中它是主要的成分。三水鋁石的晶體極細小，晶體聚集在一起成結核狀、豆狀或土狀，一般為白色，有玻璃光澤，如果含有雜質則發紅色。

它們主要是長石等含鋁礦物風化後產生的次生礦物。 化學組成為Al(OH)3﹑晶體屬單斜晶系P21/n空間群的氫氧化物礦物。與拜三水鋁石(bayerite)和諾三水鋁石(nordstrandite)成同質多象。舊稱三水鋁礦或水鋁氧石。以礦物收藏家C.G.吉布斯(Gibbs)的姓於1822年命名。晶體結構與水鎂石相似，由夾心餅乾式的(OH)-Al-(OH)配位八面體層平行疊置而成，只是Al3+不占滿夾層中的全部八面體空隙，僅占據其中的2/3。

三水鋁石的晶體一般極為細小，呈假六方片狀，並常成雙晶，通常以結核狀﹑豆狀﹑土狀集合體產出。白色，或因雜質染色而呈淡紅至紅色。玻璃光澤﹐解理面顯珍珠光澤。底面解理極完全。摩斯硬度2.5～3.5﹐比重2.40。三水鋁石主要是長石等含鋁礦物化學風化的次生產物﹐是紅土型鋁土礦的主要礦物成分。但也可為低溫熱液成因。俄羅斯南烏拉爾的茲拉托烏斯托夫斯克的熱液脈中產出有達5厘米大小的晶體。

形態特性

鋁土礦（晶體化學）理論組成(wB%)：Al2O365.4，H2O34.6。常見類質同像替代有Fe和Ga，Fe2O3可達2%，Ga2O3可達0.006%。此外，常含雜質CaO、MgO、SiO2等。

單斜晶系：a0=0.864nm，b0=0.507nm，c0=0.972nm；Z=8。晶體結構與水鎂石相似，屬典型的層狀結構。不同者是Al3僅充填由OH-呈六方最緊密堆積層(∥(001))相間的兩層OH-中2/3的八面體空隙，因為Al3具有比Mg2高的電荷，故以較少的Al3數即可平衡OH-的電荷。

斜方柱晶類：C2h-2/m(L2PC)。晶體呈假六方板狀，極少見。主要單形：平行雙面a、c，斜方柱m。常依(100)和(110)成雙晶。常見聚片雙晶。集合體呈放射纖維狀、鱗片狀、皮殼狀、鐘乳狀或鮞狀、豆狀、球粒狀結核或呈細粒土狀塊體。主要呈膠態非晶質或細粒晶質。

物理化學性質

白色或因雜質呈淺灰、淺綠、淺紅色調。玻璃光澤，解理面珍珠光澤。透明至半透明。解理極完全。硬度2.5~3.5。相對密度2.30~2.43。具泥土臭味。偏光鏡下，無色。二軸晶。Ng=1.587，Nm=Np=1.566。

主要由含鋁矽酸鹽經分解和水解而成。熱帶和亞熱帶氣候有利於三水鋁石的形成。在區域變質作用中，經脫水可轉變為軟水鋁石、硬水鋁石（140~200℃）；隨著變質程度的增高，可轉變為剛玉。

種類

生產氧化鋁的鋁土礦主要有三種類型：三水鋁石、一水硬鋁石、一水軟鋁石。在已探明的鋁土礦全球儲量中，92%是風化紅土型鋁土礦，屬三水鋁石型，這些鋁土礦的特點是低矽、高鐵、高鋁矽比，集中分布在非洲西部、大洋洲和中南美洲。其餘的8%是沉積型鋁土礦，屬一水軟鋁石和一水硬鋁石型，中低品位，主要分布在希臘、前南斯拉夫及匈牙利等地。

套用領域

有金屬和非金屬兩個方面，在金屬方面，鋁土礦是生產金屬鋁的最佳原料，也是最主要的套用領域，其用量占世界鋁土礦總產量的90%以上。鋁土礦在非金屬方面的用量所占比重雖小，但用途卻十分廣泛，主要是作耐火材料、研磨材料、化學製品及高鋁水泥的原料。

化學製品方面以硫酸鹽、三水合物及氯化鋁等產品可套用於造紙、淨化水、陶瓷及石油精煉方面；活性氧化鋁在化學、煉油、製藥工業上可作催化劑、觸媒載體及脫色、脫水、脫氣、脫酸、乾燥等物理吸附劑；用r-Al2O3生產的氯化鋁可供染料、橡膠、醫藥、石油等有機合成套用；玻璃組成中有3%～5%鋁土礦，可提高熔點、粘度、強度；研磨材料是高級砂輪、拋光粉的主要原料；耐火材料是工業部門不可缺少的築爐材料。

儲量

2002年世界鋁土礦資源量約為550億～750億噸，主要分布在南美洲（33%）、非洲（27%）、亞洲（17%）、大洋洲（13%）和其他地區（10%）。

有關勘探結果顯示，至2002年底，中國鋁土礦保有資源儲量29億噸（儲量7億噸、資源量22億噸），居世界第八位，約占世界總儲量的10%。中國鋁土礦分布高度集中，山西、貴州、河南和廣西四個省(區)的儲量合計占全國總儲量的90.9%(山西41.6%、貴州17.1%、河南16.7%、廣西15.5%)。與全球鋁土礦儲量巨大相比，中國鋁土礦資源比較貧乏。有關專家指出，按照保有查明儲量預計，中國鋁土礦資源儲量不容樂觀，甚至有專家預計，到2015年前後，中國鋁土礦資源將基本枯竭。

解決稀缺問題途徑

第一，由於是中國鋁土礦資源稀缺，因此回收利用再生鋁資源非常迫切。2月22日，中國國家發改委下發了《關於進一步加強高鋁粉煤灰資源開發利用的指導意見》，提出設立準入門檻、嚴格項目核准等多項措施加強高鋁粉煤灰資源開發。該《指導意見》的出台，可開拓鋁資源來源，使資源價值最大化，實現高鋁粉煤灰資源價值最大化，增強鋁資源保障能力，促進鋁產業可持續發展。

第二，應該快速與周邊國家建立起資源經濟合作夥伴關係，最大限度地分享境外資源。這是解決中國鋁土礦資源不足的根本途徑，也是最有效的途徑。

中亞、南亞、拉丁美洲和非洲的礦集區均是中國境外礦產資源開發的理想地區，如越南和寮國的鋁土礦，估計儲量分別為80億噸和20億噸，印度也發現有6億噸的鋁土礦資源量。因此，建立“中亞資源經濟圈”，理順周邊國家資源開發和供給渠道，是保障中國資源需求的切身利益所在。