冶金百科 | 铝土矿资源分布

2023-02-28 10:14:52 来源：中冶有色技术网

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简介：世界铝土矿储量十分丰富，总储量达280亿t，按目前的开采量这些储量可持续开采110年左右;如按380亿t的基础储量计算，则可开采140年以上。目前世界上铝土矿年采矿量约为2.6亿t，主要铝土矿采矿大国有澳大利亚、中国、印度尼西亚、巴西、几内亚和印度。世界铝土矿储量及基础储量分布见图2-1~图2-3。

世界铝土矿资源

世界铝土矿储量十分丰富，总储量达280亿t，按目前的开采量这些储量可持续开采110年左右;如按380亿t的基础储量计算，则可开采140年以上。目前世界上铝土矿年采矿量约为2.6亿t，主要铝土矿采矿大国有澳大利亚、中国、印度尼西亚、巴西、几内亚和印度。世界铝土矿储量及基础储量分布见图2-1~图2-3。

世界铝土矿储量的变化

图2-1 世界铝土矿储量的变化

图2-2 世界各国铝土矿储量分布

图2-3 世界各国铝土矿基础储量分布

世界铝土矿资源分为新生代红土型矿床、古生代岩溶型矿床以及古生代(或中生代)齐赫文型矿床。铝土矿类型分为三水铝石型铝土矿、一水软铝石型铝土矿和一水硬铝石型铝土矿，某些铝土矿可能是混合型的，如三水铝石-一水软铝石混合型铝土矿。世界上大部分铝土矿为三水铝石型铝土矿，主要分布在赤道附近地区。一水硬铝石型铝土矿主要存在于中国、伊朗、俄罗斯、巴尔干半岛等。图2-4为各类铝土矿占总储量的比例。

图2-4 各种类型的铝土矿占总储量的比例

中国铝土矿资源

中国铝土矿基础储量约23亿t，占世界6%，储量约8.3亿t，占世界3%，属世界上具有中等铝土矿储量的国家。国内外铝土矿采矿量的比较见图2-5和图2-6。2013年世界铝土矿年采矿量约2.59亿t，而同年中国铝土矿采矿约为4800万t，占世界总采矿量的18.5%。这与中国铝土矿储量相比，开采量比例明显偏高。

世界各国铝土矿采矿量

图2-5 世界各国铝土矿采矿量

图2-6 中国历年来铝土矿的采矿量

中国铝土矿分布集中，山西、广西、贵州和河南四个省区的铝土矿储量占全国总量的90%以上，且基本均为一水硬铝石铝土矿。河南、山西和贵州是高铝硅铝土矿;广西则主要是高铁低硅铝土矿。三水铝石矿分布在广西,海南机福建建等地,但一般规模较小或品位较低,目前尚未利用。图2-7为中国筑土分布图,图2-8为中国各省铝土矿基础储量比例。

图2-7中国铝土矿分布状况

图2-8中国各省区铝土矿基础储量比例

国内外铝土矿赋存状况见表2-1。

中国铝土矿的主要特点：可经济利用的铝土矿几乎全部是难溶的一水硬铝石型铝土矿，除了广西铝土矿外，其他均是中低品位矿，铝硅比在3~7之间，铝土矿中的主要杂质硅矿物的组成复杂。这些特点给氧化铝生产带来了一系列重大影响。

(1)国内目前开采的铝土矿均为一水硬铝石矿。中国采用一水硬铝石矿的氧化铝厂必须采用高温、高碱浓度的生产工艺路线处理，生产的关键技术和设备投资要求较高，提高产能以及控制生产过程的难度较大，能耗相对较高。

(2)国内铝土矿品位具有下降的趋势。图2-9为中国北方地区铝土矿供矿铝硅比的变化趋势。我国氧化铝工业的铝土矿供矿品位持续下降。目前北方大多数氧化铝厂已经开始采用A/S为4～5的中低品位铝土矿，某些企业目前供矿A/S已经下降到4左右。铝土矿品位的降低造成拜耳法生产的单位矿耗、碱耗和能耗大幅上升，生产系统设备的产能下降，运行组织困难，从而明显提高了生产成本。

中国氧化铝工业曾经采用了烧结法或联合法技术处理中低品位铝土矿，但这些技术流程复杂、能耗高，生产成本不具有竞争力。为应对这一不利局面，我国又成功开发应用了改进的拜耳法技术，如选矿拜耳法和石灰拜耳法等，目前已得到了较大范围的应用。

(3)国内铝土矿中的主要有害杂质硅矿物的构成复杂。国内铝土矿不仅有害杂质硅含量较高，品位较低，而且所含硅矿物的组成复杂，各地铝土矿也不尽相同。如河南铝土矿中的硅矿物主要是难以预脱硅的伊利石和叶蜡石;山西铝土矿主要是高岭石;而广西铝土矿是绿泥石、高岭石等。这些不同组成的硅矿物在拜耳法溶出系统中表现出不同的反应性质，导致不一样的结疤行为，从而影响拜耳法溶出的运转率和生产效率。

(4)某些铝土矿需地下开采，且含硫量偏高。部分贵州铝土矿和重庆铝土矿

中国北方地区铝土矿供矿铝硅比的变化趋势

图2-9 中国北方地区铝土矿供矿铝硅比的变化趋势

深埋地下，需要进行地下开采，开采成本和采矿贫化率较高;同时部分地下开采的铝土矿硫含量很高，对拜耳法沉降和种分的正常运行及产品质量会产生严重影响，需将高硫铝土矿脱硫后才能利用，由此也会增加氧化铝生产成本。

其他铝资源

世界上有储藏量巨大的优质铝土矿，储量290亿t，资源量高达570亿t，因此采用短流程和节能的拜耳法处理铝土矿是目前最为通用的生产氧化铝的工艺。但是某些国家缺乏铝土矿资源，往往需要寻找其他铝资源生产氧化铝。自然界主要的其他适合生产氧化铝的含铝矿物有霞石和明矾石矿。此外，某些地区的粉煤灰含有较高含量的氧化铝，也可用于生产氧化铝。

(1)霞石矿

全世界霞石储量极为丰富，世界著名的霞石产地有俄罗斯、挪威、加拿大、肯尼亚、土耳其、瑞典、美国和罗马尼亚等。目前，仅有俄罗斯采用霞石生产氧化铝。在俄罗斯西伯利亚地区有丰富的霞石资源，如巨大的基雅—沙尔狄尔霞石矿已经大规模进行工业开采，所产霞石矿用于阿钦斯克(Achinsk)氧化铝厂的生产。

世界主要霞石生产国为俄罗斯、加拿大、挪威、法国和中国。俄罗斯年产霞石500~600万t，所开采的绝大部分霞石经过综合利用处理，生产氧化铝和其他产品。加拿大霞石产地主要在安大略省，年产量约130万t，70%用于矿棉生产，产品还大量销往欧洲等地。挪威的霞石年产量达60万t左右，所生产的霞石正长岩85%以上用于玻璃和陶瓷工业。美国主要用霞石生产建筑材料和屋面拉料等。

中国霞石正长岩很少单独产出，多与其他碱性杂岩一起构成碱性杂岩体。目前，已在云南、吉林、辽宁、四川、河南、广东、新疆、河北、山西、安徽境内发现22处霞石正长岩矿床(点)，最重要的产地是四川南江、河南安阳、云南个旧和广东佛岗等。目前，中国已开发利用的霞石矿有四川南江、河南安阳以及云南个旧等，但规模均较小，也未用于生产氧化铝。

(2)明矾石矿

明矾石是一种天然产出的铝、钾和钠的硫酸盐矿物。明矾石为中酸性火山喷出岩经过低温热液作用生成的蚀变产物。国外大的明矾石矿的主要产地位于乌克兰的别列戈沃附近、西班牙的阿尔梅利亚、澳大利亚新南威尔士的布拉德拉以及俄罗斯的查格里克和美国犹他州。

中国明矾石矿资源丰富，储量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位。已查明的明矾石矿储量达300万t以上。浙江省和安徽省分别占全国探明矿石储量的53%和41%，明矾石含量大于45%的富矿几乎全部集中于这两省。浙江省的明矾石矿主要分布在苍南、平阳和瑞安三县市，安徽省的明矾石矿主要分布在庐山地区。另外，在福建、江苏、山东、中国台湾、四川和新疆等省(区)也发现有明矾石矿床或矿点。

明矾石经过不同的工艺路线，除明矾以外还可以获得多种产品，例如工业钾盐、钾氮肥、钾氮混肥、硫酸、单质硫、铝盐、催化剂载体等。苏联从第二次世界大战期间开始用明矾石作为生产氧化铝的原料。在欧洲，从15世纪以来就开采明矾石矿以提取钾明矾。目前，明矾石是提取明矾和硫酸铝以及综合生产钾肥、氧化铝和硫酸的矿物原料，具有多元素综合利用价值。中国目前仅小规模综合利用明矾石矿生产各种盐类和化学品氧化铝。

(3)粉煤灰资源

粉煤灰主要来自燃煤锅炉燃烧后排出的废渣。中国、俄罗斯、美国、印度和德国是世界上煤消耗量多的国家，也是粉煤灰排放量大的国家。中国有较丰富的煤炭资源，近期电力工业的发展仍然主要以燃煤的火力发电为主。中国已成为世界上粉煤灰排放量最大的国家。1995年中国火电厂年排灰渣总量为1.34亿t，到2000年增加到1.6亿t，2005年达到2亿t，目前已超过4亿t。

世界各国十分重视粉煤灰的综合利用，荷兰、丹麦、日本等对燃煤企业的环境保护制定了严格的标准和制度。这些国家虽然粉煤灰产出量不算多，但特别重视粉煤灰的综合利用，其粉煤灰的利用率均超过了80%。英国、德国和法国等发达国家粉煤灰的利用率也达到了50%左右。

近年来，中国粉煤灰的综合利用也取得了重要进展。20世纪90年代初，中国粉煤灰的利用率在25%左右，到2000年提高到了44%，达到了较高的综合利用水平。内蒙古中西部和山西北部地区蕴藏丰富的动力煤所产生的粉煤灰中氧化铝含量高达40%~50%。综合利用这类高铝粉煤灰资源，开发高效低耗生产氧化铝及其他产品的技术，弥补中国铝土矿资源的不足，已成为一项重要的研究课题。