铝土矿:铝的主要矿石。

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作者: Laura McKinney
创建日期: 4 四月 2021
更新日期: 1 可能 2024
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铝矿石的介绍以及炼铝的基本过程
视频: 铝矿石的介绍以及炼铝的基本过程

内容


铝土矿 来自阿肯色州小石城(Little Rock)的人,表现出犬齿状习性和特征性的红色铁染。标本宽约4英寸(10厘米)。

什么是铝土矿?

许多人惊讶地得知铝土矿不是矿物质。它是一种主要由含铝矿物组成的岩石。在潮湿的热带或亚热带气候中,当红土土壤严重浸出二氧化硅和其他可溶物质时,就会形成这种物质。

铝土矿是铝的主要矿石。几乎所有已生产的铝都是从铝土矿中提取的。美国有一些小的铝土矿矿床,但美国至少有99%的铝土矿是进口的。美国还是铝金属的主要进口国。




什么是铝土矿成分?

铝土矿没有特定的组成。它是含水氧化铝,氢氧化铝,粘土矿物和不溶性物质(如石英,赤铁矿,磁铁矿,菱铁矿和针铁矿)的混合物。铝土矿中的铝矿物可包括:菱铁矿Al(OH)3,勃姆石AlO(OH)和渗铝AlO(OH)。




铝土矿的物理性质

铝土矿通常是一种软质材料,其莫氏硬度只有1-3。它是白色到灰色到红棕色的,具有圆滑的结构,泥土光泽,比重在2.0和2.5之间。这些特性对于鉴定铝土矿很有用。但是,它们与铝土矿的价值或有用性无关。这是因为铝土矿几乎总是被加工成另一种物理性质与铝土矿明显不同的材料。

铝土矿中的云母岩: 铝土矿标本的特写视图在页面顶部的照片中。这张照片显示了岩洞的细节。

铝生产用铝土矿

铝土矿是铝的主要矿石。生产铝的第一步是粉碎铝土矿,并使用拜耳法对其进行纯化。在拜耳法中,铝土矿在热的氢氧化钠溶液中洗涤,氢氧化钠从铝土矿中浸出铝。铝以氢氧化铝Al(OH)的形式从溶液中沉淀出来3。然后将氢氧化铝煅烧以形成氧化铝Al2Ø3.

使用霍尔-赫罗尔特工艺从氧化铝中冶炼铝。在Hall-Heroult工艺中,将氧化铝溶解在冰晶石(Na3铝箔6)。通过电解从溶液中除去熔融的铝。此过程消耗大量电能。通常在电力成本非常低的地方生产铝。美国使用的大部分铝是使用水力发电在加拿大生产的。


不含铝土矿的铝土矿: 来自圭亚那Demerara的铝土矿。一些铝土矿标本不具有火山岩结构。标本宽约4英寸(10厘米)。

铝土矿作为磨料的使用

煅烧氧化铝是一种合成刚玉,是一种非常坚硬的材料(莫氏硬度等级为9)。将煅烧的氧化铝粉碎,按尺寸分开,并用作磨料。氧化铝砂纸,抛光粉和抛光悬浮液由煅烧氧化铝制成。

烧结铝土矿通常用作喷砂磨料。它是通过将铝土矿粉碎成粉末,然后在非常高的温度下将其融合成球形珠粒而生产的。这些珠子非常硬且非常耐用。然后按尺寸对珠粒进行分类,以用于不同类型的喷砂设备和不同的喷砂应用中。它们的圆形形状减少了输送设备的磨损。

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铝土矿作为支撑剂的使用

烧结铝土矿也可用作油田支撑剂。在钻探石油和天然气时,通常在非常高的压力下将流体泵入井中,从而使储层岩石破裂。压力升高到非常高的水平,导致页岩储层岩石破裂。发生压裂时,水和称为“支撑剂”的悬浮颗粒会冲入裂缝并将其推开。关闭泵后,裂缝将关闭,将支撑剂颗粒捕集到储层中。如果储层中有足够数量的抗压碎颗粒,裂缝将被“撑开”,从而使石油或天然气流出岩石并进入井中。此过程称为水力压裂。

铝土矿粉可以在很高的温度下熔化成微小的珠子。这些珠粒具有非常高的抗压碎性,这使其适合用作支撑剂。它们可以以几乎任何大小和比重范围生产。珠粒的比重及其尺寸可以与水力压裂液的粘度以及预期在岩石中产生的裂缝的尺寸相匹配。与被称为压裂砂的天然支撑剂相比,人造支撑剂可提供多种粒度和比重选择。

铝土矿的替代品

以目前的速度,世界铝土矿资源足以满足数十年的生产需求。可以使用其他材料代替铝土矿来生产氧化铝。粘土矿物,亚矾石,钙长石,发电厂的灰分和油页岩可用于生产氧化铝,但使用不同的方法成本较高。有时使用碳化硅和合成刚玉代替铝土矿基磨料。有时用镁砂制成的合成莫来石和氧化镁代替铝土矿基耐火材料。



铝土矿地区


铝土矿在世界许多地方都大量存在。 2017年铝土矿的十个主要生产国是:澳大利亚,中国,巴西,印度,几内亚,牙买加,俄罗斯和哈萨克斯坦。这些国家中的每个国家都有足够的储备,可以持续多年生产。有些拥有超过100年的生产储备。

美国在阿肯色州,阿拉巴马州和乔治亚州拥有少量的铝土矿;但是,美国铝土矿的开采量很少,至少有99%的消费量是进口的。