巖溶型鋁土礦床一般覆蓋在石英巖和白云巖凹凸不平的巖溶化表面,礦床和基巖之間存在不整合或假整合。巖溶型礦床以一水硬鋁石型鋁土礦為主,其次為一水軟鋁石型鋁土礦,此類礦石以高鋁、高硅、中低鋁硅比為特點(diǎn),主要分布在中國(guó)、南歐和加勒比海地區(qū)的一些國(guó)家。中國(guó)的鋁土礦大部分屬于這一類型。

世界主要鋁土礦區(qū)鋁土礦類型和典型的化學(xué)成分含量范圍見(jiàn)表1-1。

國(guó)外的鋁土礦礦床特別是紅土型鋁土礦礦床規(guī)模以大型、特大型為主,單個(gè)鋁土礦儲(chǔ)量甚至達(dá)到數(shù)億噸。礦層厚,表層土薄,易于大規(guī)模機(jī)械化露天開(kāi)采。通常礦層采完后,即用原表土覆蓋,恢復(fù)植被。圖1-1為國(guó)外某礦區(qū)鋁土礦采場(chǎng)。

3.世界上潛在的鋁土礦資源地區(qū)

從世界范圍內(nèi)看,鋁土礦的勘查程度較高,資源儲(chǔ)量的保障年限長(zhǎng),但未被發(fā)現(xiàn)的、勘查工作程度低的以及埋藏較深的鋁土礦的找礦的潛力依然很大。據(jù)估計(jì),潛在可發(fā)現(xiàn)的世界鋁土礦資源有200億~300億噸,主要集中在經(jīng)濟(jì)不太發(fā)達(dá)的非洲、東南亞和南美洲等地區(qū)[3]。

印度尼西亞具備紅土型鋁土礦成礦的良好條件,但該國(guó)西加里曼丹地理位置偏遠(yuǎn),基礎(chǔ)設(shè)施不足,鋁土礦的勘查和開(kāi)發(fā)程度很低,估計(jì)其資源潛力在5億噸以上。

越南的西原高原帶新第三紀(jì)-早第四紀(jì)拉斑玄武巖紅土風(fēng)化殼發(fā)育,已發(fā)現(xiàn)的鋁土礦成礦面積達(dá)2萬(wàn)多平方千米,估計(jì)的資源量大于50億噸,越南北部的鋁土礦床估計(jì)資源量在2億噸。老撾波羅芬高原上估計(jì)的鋁土礦資源量也有20億噸左右。

此外,東南亞的馬來(lái)西亞、菲律賓,非洲的幾內(nèi)亞,南美洲的哥倫比亞、委內(nèi)瑞拉、圭亞那、巴西等國(guó)的鋁土礦資源潛力都很大,這些國(guó)家鋁土礦的累積資源潛力可能超過(guò)50億噸。

1.1.4中國(guó)鋁土礦資源及分布

1.中國(guó)鋁土礦資源儲(chǔ)量及分布

根據(jù)我國(guó)國(guó)土資源部公布的資料,截至2006年底,全國(guó)保有資源儲(chǔ)量的礦區(qū)368處,主要分布在7個(gè)省、區(qū)、市(見(jiàn)表1-2),保有資源儲(chǔ)量27.76億噸,其中基礎(chǔ)儲(chǔ)量7.42億噸,占26.7%;資源量20.35億噸,占73.3%。在基礎(chǔ)儲(chǔ)量中,儲(chǔ)量達(dá)5.42億噸,占資源量的19.5%。我國(guó)鋁土礦的基礎(chǔ)儲(chǔ)量和儲(chǔ)量在世界上分別占第7位和第9位[3]。

我國(guó)鋁土礦資源主要分布在山西、河南、廣西、貴州等4省區(qū),其中山西占35.91%、河南占20.61%、廣西占18.37%、貴州占15.39%。4省區(qū)總的鋁土礦儲(chǔ)量為4.94億噸,占全國(guó)儲(chǔ)量的91.07%。另外,重慶、山東、云南、河北、四川、海南等15個(gè)省市也有一定的資源儲(chǔ)量,但其總量?jī)H約占全國(guó)的9%。

我國(guó)鋁土礦以沉積型一水硬鋁石型鋁土礦為主,A/S相對(duì)較低。2006年我國(guó)27億噸的鋁土礦資源當(dāng)中,A/S〈5的占總量的近30%;A/S為5~7的礦量占總量的近40%。

2.中國(guó)鋁土礦資源的性質(zhì)及特點(diǎn)

我國(guó)鋁土礦的外觀和物理化學(xué)性質(zhì)隨著礦物組成和化學(xué)成分的不同而變化很大。有的鋁土礦堅(jiān)硬,有的則松軟如土。結(jié)構(gòu)也有土狀、致密狀與豆鮞狀之分。鋁土礦的顏色在白色到赭色之間變化,一般含鐵高的呈紅色,含鐵低的呈灰白色或淺黃色。

我國(guó)一水硬鋁石型鋁土礦的工藝礦物學(xué)研究結(jié)果表明。

(1)鋁土礦中主要礦物為一水硬鋁石、高嶺石、伊利石、葉蠟石、赤鐵礦、銳鈦礦、金紅石等。

(2)占礦物總量為60%~70%的一水硬鋁石,多以隱晶集合體的形式產(chǎn)生,與硅礦物、氧化鐵礦物等脈石礦物緊密鑲嵌,嵌布粒度小,要使礦物實(shí)現(xiàn)較完全的單體解離需要細(xì)磨。

(3)含硅礦物和一水硬鋁石間硬度、密度、晶格常數(shù)、形狀因子等參數(shù)間存在明顯差異,導(dǎo)致含鋁礦物和含硅礦物間存在可碎性差異,含硅脈石在細(xì)磨過(guò)程中部分泥化。

(4)含硅脈石為鋁硅酸鹽,其表面活性點(diǎn)與含鋁的有用礦物相同。

含硅礦物是我國(guó)一水硬鋁石型鋁土礦中的主要雜質(zhì)礦物,一般以高嶺石、伊利石、葉蠟石、鮞綠泥石及長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽礦物形態(tài)存在。我國(guó)各地的鋁土礦所含的硅礦物各不相同,造成了氧化鋁生產(chǎn)流程和技術(shù)參數(shù)的較大差異。山西礦中的硅礦物主要是容易預(yù)脫硅的高嶺石。而河南礦則以伊利石、葉蠟石和云母類礦物為主。貴州礦含有高嶺石和伊利石。廣西礦中除了高嶺石外,還有較多的鮞綠泥石。與國(guó)外的鋁土礦不同,我國(guó)鋁土礦中以石英形式存在的硅礦物較少。

我國(guó)鋁土礦中的氧化鐵大多以赤鐵礦(Fe2O3)的形式存在,有時(shí)有少量的硫鐵礦。但廣西的一水硬鋁石型鋁土礦、紅土型三水鋁石型鋁土礦以及一水軟鋁石型鋁土礦中的鐵礦物一部分是以針鐵礦[FeO(OH)]和鋁針鐵礦形態(tài)存在[3]。

我國(guó)鋁土礦中鈦礦物主要為銳鈦礦和少量的金紅石,一般含量為2%~4%。此外,我國(guó)鋁土礦中還存在其他雜質(zhì)礦物,如碳酸鈣、碳酸鎂等。