铝矾土（用于炼铝、制耐火材料的矿物）
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更新时间：2023-10-16
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铝矾土是一种矿物，主要成分是氧化铝的水合物，包括三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石。此外，它还含有少量的铁氧化物以及盐类，如硅酸盐、钛酸盐、硫酸盐和碳酸盐。铝矾土主要用于炼铝和制造耐火材料。铝矾土
用于炼铝、制耐火材料的矿物
主要成分
铝矾土没有一个特定的组成，它是水合铝氧化物、铝氢氧化物、粘土矿物和不溶性物质（如石英、赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和戈铁矿）的混合物。铝矾土是一种无塑性的粘土状物质，含有高达 65%左右的氧化铝。自然界中的铝矾土主要以三种形态赋存，即三水合物，一水合物和一水硬铝石的，如下表所示：
状态 | 三水铝石 | 一水软铝石 | 一水硬铝石 |
化学分子式 | Al2O3·3H2O或Al(OH)3 | Al2O3·H2O或AIOOH | Al2O3·H2O或AIOOH |
氧化铝含量(%) | 65.35 | 84.97 | 84. 98 |
化合水含量(%) | 34.6 | 15 | 15 |
晶系 | 单斜晶系 | 斜方晶系 | 斜方晶系 |
奠氏硬度 | 2.3一3.5 | 3.5--5 | 6.5-7 |
密 度(g/cm°) | 2.3一2.4 | 3.01 -3.06 | 3.3一3.5 |
基本分类
铝矾土是由许多不同岩石的彻底风化形成的。根据成矿的不同类型，铝矾土可以分为以下两类：红壤铝矾土和灰岩铝矾土，红壤铝矾土由火成岩或其他富含硅酸铝的岩石（花岗岩、片麻岩、玄武岩、正长岩和页岩等各种硅酸盐岩）经风化作用而形成，这种矿床的例子在圭亚那、苏里南、印度、西非和美国都有。灰岩铝矾土是灰岩和白云岩的风化矿床，其氧化铝含量较低，是由红土风化和残余物形成插层粘土层的积累，随着封闭的石灰岩在化学风化过程中逐渐溶解而浓缩的分散粘土。这种铝矾土大多以粘土杂质的形式存在，该矿床在欧洲以及牙买加和多米尼加均有发现。
自然分布
铝矾土在全球普遍存在，除南极洲外的其余大洲均铝矾土分布，但各区域储量差异较大，呈现出高集中度的特点。美国地质勘探局2020年发布的《铝矾土和氧化铝》报告显示，排名储量前四的国家（几内亚、澳大利亚、越南、巴西）占全球铝矾土总储量的 65.7%，中国已探明的铝矾土储量为10亿吨，居世界第七位。
排序 | 国家 | 年产量（千吨） | 储量（亿吨） |
1 | 澳大利亚 | 8640 | 60 |
2 | 中国 | 7900 | 10 |
3 | 几内亚 | 5700 | 74 |
4 | 巴西 | 2900 | 26 |
5 | 印度 | 2300 | 6.6 |
6 | 印度尼西亚 | 1100 | 12 |
7 | 牙买加 | 1010 | 20 |
8 | 俄罗斯 | 565 | 5 |
9 | 哈萨克斯坦 | 500 | 1.6 |
10 | 越南 | 410 | 37 |
11 | 南阿拉伯 | 389 | 2 |
12 | 希腊 | 180 | 2.5 |
13 | 圭亚那 | 170 | 8.5 |
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发现开采
1821年，法国地质学家贝蒂埃（Pierre Berthier）在莱博（Les Baux）小镇附近的山上发现了第一批铝矾土。于是人们根据发现地地名，将发现的矿土命名为Bauxite，中文意译为铝矾土。法国是开采和使用铝矾土生产氧化铝最早的国家。1873年，法国在世界上首次开采铝矾土，1888年，奥地利科学家拜耳(K.J.Bayer)发明了一种用于提取氧化铝的方法，称为拜耳法，该方法也成为铝矾土炼铝工业的主要手段，其产量约占全世界氧化铝总产量的 95%左右。1894年2月，法国创办了世界上第一座工业规模氧化铝厂，该厂炼铝工艺正是基于拜耳法，这也是世界上使用铝矾土生产氧化铝的最早记录。
制备工艺
氧化铝的制备是铝矾土的主要用途，从铝矾土提取氧化铝有多种方法，其中拜耳法因流程简便、性价比高、可回收等成为工业生产的主要方法。世界范围内使用拜耳法的氧化铝产量占总产量的 95%左右。拜耳法制备流程主要有
4.洗净晶体，高温（950-1200°C）下煅烧，剩余的溶液（母液）可回收使用
形成成因
铝矾土主要形成于陆地环境(原地风化、湖泊或沼泽)与海陆过渡环境中。形成铝矾土的理想化学分解条件是热带气候交发生的潮湿和干嫌季节，这种气候可促使化学浸出过程:硅酸盐和粘土被分解，硅石被去除，氧化铝和氧化铁富集起来。在岩孔隙度较大、有植被覆盖和细菌活动、地形低且起伏适中的地方，生成的铝矾土最多:这种条件可使地下水面产生自由运动，侵蚀性小，经过漫长的稳定化和强烈的交互作用而生成铝矾土。因此，铝矾土主要以残余矿床的形式存在于热带或亚热带气候长期风化或接近地貌变化侵蚀平原期的地区，其大多数矿床为冲积矿床或就地形成的矿床。
不同的地区，铝矾土的成矿成因也有所区别，下表列出了关于铝矾土成因的几种观点：
世界范围 | 红土学说 | 由各种母岩红土化形成 |
红上-粗碎屑沉积学说 | 由母岩红土化后的物质经搬运沉积形成 | |
化学学说 | 在湖泊等环境中化学沉淀形成 | |
硫酸学说 | 黄铁矿氧化形成硫酸，硫酸将铝溶解后再中和沉淀而形成 | |
热液-火山沉积假说 | 火山喷发等热液作用沉积形成 | |
喀斯特成因说 | 碳酸盐岩风化后堆积形成 | |
中国 | 红土原地残积成矿 | 母岩红土化的残余物质堆积成矿 |
铝胶体化学沉淀成矿 | 铝矾土以胶体溶液的形式搬运在湖泊、海湾、泻湖等环境成矿 | |
红土搬运沉积成矿 | 红土化后的物质远距离搬运形成 | |
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相关应用
炼铝工业 | 生产氧化铝是铝矾土最大的用途，约占铝矾土消费量的 95%。据估计 90%的氧化铝用于生产原铝，这使原铝生产成为氧化铝的主要用途有史以来生产的几乎所有铝都是由铝矾土制成的 |
耐火材料 | 含铝的耐材料抗热、耐摩擦、硬度高，广泛用于建筑、钢铁等行业 |
研磨料 | 白色熔凝氧化铝硬度高，粒度细，广泛用于光学抛光，水合氧化铝硬度较低，用于牙膏的清洁剂，煅烧氧化铝主要用于黑色金属加工等场合 |
化工产品 | 铝矾土可用来生产氯化铝、硝酸铝、硫酸铝等含铝化学品 |
水泥 | 铝矾土主要用于生产高铝水泥，高铝水泥具备非常快的凝固速度 |
塑料 | 三水氧化铝用作塑料工业的阻燃剂填料 |
钢铁 | 炼铁或者炼钢中，铝矾土经常用作一种熔渣调节剂 |
陶瓷 | 煅烧氧化铝主要用于生产高氧化铝陶瓷 |
粘合剂 | 氢氧化铝作粘合剂和密封剂的填料与补充料 |
吸附剂 | 活性铝矾土和氧化铝作吸附剂 |
催化剂 | 活性氧化铝作催化剂及催化剂载体 |
造纸 | 精细加工的氢氧化铝能改善纸张的质量 |
路面填料 | 烧结铝矾土可作压力支撑料和路面填料 |
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