铝矾土概况
一、概述：
铝矾土是用来生产氧化铝（alumina）和铝（aluminium）的一种自然界存在的不均匀的物质。铝矾土的主要成份包括三水铝矿（gibbsite）、薄水铝矿（boehmite）和水铝石（diaspore）。
二、用途：
全球开采出来得铝矾土，超过85％是用来生产氧化铝，继而生产金属铝。10％用于生产非金属使用的氧化铝，剩余的用于非冶练铝矾土应用。
三、分布：
澳大利亚是世界上拥有铝矾土资源最多的国家，其次是几内亚，巴西，牙买加，中国，印度。我国山西省铝矾土资源最多，其储量占全国储量的41%，贵州、广西、河南次之；生产铝矾土熟料主要在山西、河南和贵州，次为湖南、广西等地区。
四、铝矾土熟料：
耐火材料行业所称的铝矾土通常是指煅烧后Al2O3>=48%、而含Fe2O3较低的铝土矿，高铝矾土熟料是经过煅烧的铝矾土矿。熟料为灰白浅黄及深灰色，它主要用于高铝质耐火材料，也可用来制作电熔棕刚玉。 高铝矾土熟料是按AL2O3含量及Fe2O3、TiO2、CaO+MgO、K2O+Na2O等杂质含量和熟料体积密度与吸水等项指标来分级的。
五、铝土矿及铝矾土熟料标准:
1、铝土矿石YB/T5057-93
本标准适用于供生产氧化铝、刚玉型研磨材料和高铝水泥等用的由含水氧化铝、氧化镁与氧化硅等所组成的铝土矿石。
1）、产品按其化学成分分为七个品级，各级应符合表1的规定：
表1
品级
化学成分
用途举例
Al2O3:SiO2
(铝硅比)
不小于
Al2O3
%
不小于
一级品
12
73
69
66
60
刚玉型研磨材料
高铝水泥、氧化铝
氧化铝
氧化铝
氧化铝
二级品
9
71
67
64
50
高铝水泥、氧化铝
氧化铝
氧化铝
氧化铝
三级品
7
69
66
62
氧化铝
氧化铝
氧化铝
四级品
五级品
六级品
七级品
5
4
3
6
62
58
54
48
氧化铝
氧化铝
氧化铝
氧化铝
注：一~六级品适用于一水硬铝石型矿石；七级口适用于三水铝石型矿石。
2）、根据铝土矿其他质量指标，分为不同类型，列于表2。
表2
铝矾土类型
质量指标名称
质量指标值，%
低铁型
含铁型
中铁型
高铁型
Fe2O3
<3
3~6
6~15
>15
低硫型
中硫型
高硫型
S
<0.30
0.30~0.80
>0.80
3）、用作高铝水泥的铝土矿石，其中含
Fe2O3<2.5%,TiO2<3.5%,R2O<1.0%,MgO<1.0%。
4）、用作刚玉型研磨材料的铝土矿石，其中含
FeO3<5.0%,Al2O3/SiO2>=15,TiO2<5.0%,CaO+MgO<=1.0%
5）、铝土矿石块度不得大于400mm。用作刚玉型研磨材料时，其块度为20~300mm。
6）、铝土矿石中不得混入粘土、石灰岩等外来杂物
2、优质高铝矾土熟料YB/T5179-93
本标准适用于耐火材料用的高铝矾土熟料产品。
1）、产品按理化指标分为下列牌号。
牌号
化学组成%
体积密度 g/cm
吸水率 %
Al2O3
Fe2O3
Ti2O
CaO+MgO
K2O+Na2O
GA1-88
>=88
<=1.5
<=4.0
<=0.4
<=0.4
>=3.15
<=4
GA1-85
>=85
<=1.8
<=4.0
<=0.4
<=0.4
>=3.10
<=4
GA1-80
>=80
<=2.0
<=4.0 &, lt;, /SPAN>
<=0.5
<=0.5
>=2.90
<=5
GA1-70
>70--80
<=2.0
-
<=0.6
<=0.6
>=2.75
<=5
GA1-60
>60--70
<=2.0
-
<=0.6
<=0.6
>=2.65
<=6
GA1-50
>50--60
<=2.5
-
<=0.6
<=0.6
>=2.45
<=6
2）、回转窑煅烧的产品通过5mm标准筛的筛下料不超8％，其他窑煅烧的矾土产品通过10mm标准筛筛下料不超过10%。200－100mm的块料不超过10%。
3）、产品中杂质的含量不超过10%。
4）、同一牌号产品中混入其他牌号的量不超过10%。
5）、产品不得混入石灰石、黄土及其他高钙、高铁等外来夹杂物。
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铝土矿加工
铝土矿是炼铝的主要矿石。铝土矿石国外多是三水铝石型，我国则以一水硬铝石型为主。铝土矿到铝锭要经过几道工序，首先要从铝土矿提取氧化铝，一般用烧结法或拜尔法，然后再从氧化铝中提取电解铝，最后才是铝锭。
1. 生产铝盐(铝酸钠、氧化铝、硫酸铝)，用于污水处理、造纸工业和石油精炼等方面，特别是用于高附加值的纳米氧化铝工业化生产原料。
2. 生产氢氧化铝、氧化铝、金属铝、纳米氧化铝。
氢氧化铝阻燃剂是目前用量最大的无机阻燃剂，它具有阻燃、抑烟、填充三种功能，1:1的氢氧化铝和Mg(OH)2混合物在聚乙烯中有最佳阻燃效果。氢氧化铝凝胶用于医药工业中作为十二指肠溃疡、胃溃疡、胃酸过多的抑酸剂及痱子粉等。化学工业中用于制造润滑剂、离子交换剂、吸附剂、乳化剂和其他铝盐等。油墨工业用作填充剂和增稠剂。印染工业用作媒染剂。玻搪工业用作玻璃器皿和搪瓷的展色剂。造纸工业用作填料。建材工业用于制造陶瓷和耐火材料。纺织工业用于防水织物的制造、各色美术染料的填料和染料中色淀的色料等。
氧化铝广泛用于化工、冶金、陶瓷、耐火材料等领域。高纯超细氧化铝大量用于稀土三基色电子节能灯粉，无放射污染的长余辉荧光粉(夜光粉)、高压钠透光管、人造宝石、集成电路基片、氮化铝粉末、多孔陶瓷、高级研磨材料、陶瓷刀具等。
金属铝是一种重要的轻金属材料，铝粉是重要的白色颜料之一，铝合金广泛用于制造飞机、建材、轻工等领域。
纳米氧化铝，阻燃方面更具优越性，阻燃补强功能极为显著。
纳米氧化铝可使烧结温度降低，若粒子直径从10μm减小到10nm，扩散速率将增至109～1012倍，从而可使烧结温度降低几百度，致密度可达99.0%。纳米氧化铝粒子放入橡胶中可提高橡胶的介电性和耐磨性，放入金属或合金中可使晶粒细化，极大改善力学性质，弥散到透明的玻璃中既不影响透明度又提高了高温冲击韧性。纳米氧化铝对250nm以下的紫外光有强烈的吸收能力，一般来说185nm短波紫外线对灯管的寿命有影响。这一特性可用于提高日光灯管使用寿命。
纳米氧化铝因其表面积大，表面活性中心多，为催化剂提供了必要的条件，增强反应速度，提高化学反应的选择性。因纳米氧化铝具有超塑性，解决了陶瓷由于低温脆性限制了其应用范围的缺点。英国著名科学家卡恩在《自然》杂志上撰文说，纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径。纳米氧化铝在纳米复合陶瓷中的应用。在陶瓷基体中加入少量的亚微米级或纳米级氧化铝可以使材料的力学性能得到成倍提高，其中尤以Al2O3－SiC纳米复合材料最显著，其抗弯强度从单相氧化铝陶瓷的300～400Mpa提高到1GPa，经过热处理可达1.5GPa，材料的断裂韧性提高幅度也在40%以上。
由纳米氧化铝粒子陶瓷组成的新材料，是一种极薄的透明涂料，喷涂在诸如玻璃、塑料、金属、漆器甚至磨光的大理石上，具有防污、防尘、耐磨、防火等功能，涂有这种陶瓷的塑料镜片既轻又耐磨，还不宜破碎。电子元件微晶是现代电子工业发展趋势。多层电容器的电子陶瓷元件的厚度要求小于10μm，多层基片的厚度小于100μm，而且要有良好的物理结构，常规为1μm粉末难以达到要求，只有纳米级氧化铝粉末才具有超微细、成分均匀、单一分散的特点，能满足微电子元件的要求。纳米氧化铝有着诱人的应用和市场前景。
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铝土矿发展前景
作为新型工业材料，铝材产品这两年在国内应用逐渐增加，带动国内氧化铝投资急速升温。但记者在采访中了解到，由于我国铝土矿(氧化铝冶炼中的原料)储量并不丰富，迅速扩张的氧化铝产业若干年后极有可能面临没有国内矿石可炼的局面，类似铁矿石价格谈判的中外博弈极有可能在铝土行业重演。
铝加工行业特别是电解铝行业一直是近两年国家宏观调控的重点。不过，在电解铝过快投资势头得到遏制的同时，为电解铝提供原料的氧化铝行业却出现了新一轮投资增长过快的局面。国家发改委8月23日发布的《铝工业上半年经济运行形势分析》显示，今年1至6月份国内氧化铝生产达到595万吨，同比增长50.6%；进口氧化铝333万吨，同比下降10.1%。对此，中国五矿化工进出口商会金属矿产部工程师孙立会认为，虽然国产氧化铝产量大幅增长，使得氧化铝对外依存度开始降低，但这却是以国内铝土矿的大量消耗为代价。
孙立会向记者介绍，一般粗略的计算，2份铝土矿可以冶炼出1份氧化铝，仅仅从上半年的数字看，今年前6个月矿石的消耗就比去年多出400万吨。而从目前掌握的材料看，全国在建和拟建的氧化铝项目有29个，规模达到2948万吨/年，其中已开工建设了25个，一期总规模能够达到1800万吨/年。加上现有的1000万吨产能，如果照目前发展速度不加以控制，到2008年氧化铝总产能预计将达到3000万吨。
另一方面，目前国土资源部已公布的数据显示，国内铝土矿保有资源储量为25.03亿吨，其中基础储量为7.16亿吨，具有工业开发价值的储量只有5.39亿吨。“你想想，到那个时候国内矿石还能用几年？”孙立会反问记者。
之所以出现目前氧化铝产能快速增长的情况，中国有色金属工业协会一位专家认为，由于前几年国内对进口氧化铝依赖程度较大，进口氧化铝占到国内市场50%的份额，价格非常高，这才使国内在最近两年大量投资氧化铝。这种投资的一个直接作用，就是由于中国采购数量开始减少，国际氧化铝现货价格已经从今年初的每吨600美元以上下降到现在的300美元以下。
不过，国内有色金属领域知名咨询机构北京安泰科信息公司铝部首席专家王飞虹强调：“氧化铝价格问题需要关注，但真正让人担心的是未来我们拿什么原料供应已经建起来的生产线。”据王飞虹透露，世界上铝土矿储量丰富的国家包括澳大利亚、巴西、圭亚那等国家，但如同铁矿石一样，绝大多数铝土矿资源掌握在加拿大铝业、美国铝业、澳大利亚必和必拓等少数几个巨头手中。
“在中国参与进来之前，国际上还没有成规模的铝土矿现货市场，几大国际铝业巨头都是自己掌握着大量的矿石资源，自己开矿自己冶炼，很少有拿到市场上进行现货交易的。我们对国际铝土矿市场了解不充分，并不意味着国际市场对我们不了解，(几大巨头)已经认识到中国未来对铝土矿的需求，现在我们已经可以感受到进口铝土矿涨价的压力。”为此，王飞虹建议，解决资源问题，必须“两条腿”走路。一方面，国内企业要积极走出去，努力开发海外资源，“当然，这方面的难度非常大。”另一方面，就是加大国内勘探力度。
化工进出口商会金属矿产部工程师孙立会也同时提出，利用国外铝土矿、氧化铝发展电解铝是铝工业大国普遍做法，我国应将鼓励氧化铝进口作为一项重要的贸易政策予以实施，将氧化铝的进口关税从目前的5.5%进一步适时下调，这样才能从源头上遏制国内不断升温的氧化铝投资，做到合理开发和利用国内铝土矿资源。有关专家也提议，为了国内铝加工工业的长远发展，地方上马氧化铝和电解铝项目时应该更加谨慎，不要盲目投资，以符合国家宏观调控的总体要求。
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参考资料：http://www.goawoo.com/goawoo/chinese/web/js02.html
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