矾土矿的定性方法-X射线衍射法.doc

矾土矿的X射线衍射法 1. 制标任务来源 本标准系国家质检总局2011年出入境检验检疫行业标准计划《矾土矿X射线衍射法》，由山东出入境检验检疫局负责起草，起草时间为2011年4月-2012年9月。按照标准GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》起草制定。 在氧化铝生产中要充分注意到不同形态氧化铝及其水合物的物理化学性质的不同土矿的质量主要取决于其中氧化铝存在的矿物形态和有害杂质的含量不同类型的土矿其拜耳法溶出性能差别很大三水铝石型土矿中的氧化铝最容易被苛性碱溶液溶出一水软铝石次之而一水硬铝石的溶出则较难。另外土矿类型对溶出以后各湿法处理工序的技术经济指标也有一定影响因此土矿类型与生产的技术经济指标密切相关。世界地理分布集中程度很高储量分布很不均匀除中国、巴尔干半岛和俄罗斯这些较小的矿带外其余大型的矿带都位于热带及亚热带地区。工业发达国家和金属铝的一些主要消费大国如美国、德国、英国、日本、加拿大等国的储量都不大。按照储量排位排名前5位的国家依次为几内亚、澳大利亚、牙买加、巴西和印度其储量分别为74亿吨、57亿吨、20亿吨、19亿吨和7.7亿吨其储量占世界总储量的比例依次为29.6%、22.8%、8%、7.6%和3.1%。其中几内亚、澳大利亚两国的储量之和占世界储量一半前四个国家的总和占世界总储量的比例高达70%南美的巴西、牙买加、圭亚那、苏里南约占世界储量的四分之一。我国资源主要分布在山西、河南、广西、贵州等4省区。是氧化铝生产最主要的矿物资源，世界上98%以上的氧化铝出自，中氧化铝含量变化很大，低的在40%以下，高者可达70%。除氧化铝外，中所含杂质主要是氧化硅、氧化铁和氧化钛，此外，还含有少量或微量的钙、镁、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等元素的化合物及有机物等。除了三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石之外铝土矿中还含有含硅矿物、含铁矿物、含钛矿物、含硫矿物及碳酸盐矿物等杂质矿物。含硅矿物是铝土矿中的主要杂质矿物一般以高岭石、伊利石、叶蜡石、鲕绿泥石及长石等铝硅酸盐矿物形态存在有的铝土矿中还含有石英。铝土矿中通常会有2%~4%的以锐钛矿、金红石和板钛矿等矿物形态存在。铁矿物也是铝土矿中存在的主要杂质主要的含铁矿物为赤铁矿α-Fe2O3)和针铁矿α-FeOOH)。表 氧化铝及其水合物在不同命名法中的名称 组成 矿物名称 美国常用符号 哈伯所用符号 Al(OH)3或 Al2O3(3H2O 三水铝石 αα-Al2O3(3H2O γ-Al(OH)3或γ-Al2O3(3H2O 拜耳石 ββ-Al2O3(3H2O — 诺耳石 β-Al(OH)3或β-Al2O3(3H2O — AlOOH或 Al2O3(H2O 一水软铝石 αα-Al2O3(3H2O γ-AlOOH或γ-Al2O3(3H2O 一水硬铝石 ββ-Al2O3(H2O α-AlOOH或α-Al2O3(H2O Al2O3 刚玉 αα-Al2O3 γ-Al2O3是氢氧化铝在140～150℃的低温环境下脱水制得工业上也叫活性氧化铝、铝胶。其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中。γ型氧化铝不溶于水能溶于强酸或强碱溶液将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝。表 氧化铝及其水合物物理性质 矿物名称 三水铝石 一水软铝石 一水硬铝石 刚玉 相对密度 2.42 3.01 3.44 4.02 莫氏硬度 2.5～3.5 3.5～4 6.5～7 9 我国一水硬铝石型土矿的工艺矿物学研究结果表明土矿中主要矿物为一水硬铝石、高岭石、伊利石、叶蜡石、赤铁矿、锐钛矿、金红石等。 占矿物总量为60%~70%的一水硬铝石多以隐晶集合体的形式产生与硅矿物、氧化铁矿物等脉石矿物紧密镶嵌嵌布粒度小要使矿物实现较完全的单体解离需要细磨。 含硅矿物和一水硬铝石间硬度、密度、晶格常数、形状因子等参数间存在明显差异导致含铝矿物和含硅矿物间存在可碎性差异含硅脉石在细磨过程中部分泥化。 含硅脉石为铝硅酸盐其表面活性点与含铝的有用矿物相同。 其他 山东矿 53.3 12.6 20.3 3.3 3.0 0.6 2.1 微量 山西矿 60.5 4.6 25.2 4.7 1.3 0.9 1.8 1 表4 国外矾土矿中主要矿物的含量/% 国外铝土矿中主要矿物含量/% 三水铝石 高岭石 石英 赤铁矿 铝针铁矿 钛铁矿 锐钛矿 其他 66.1 6.0 1.5 13.0 9.0 2.2 1.5 0.7 俄罗斯 一水软铝石 三水铝石 高岭石 伊利石 赤铁矿 锐钛矿 生石膏 方解石 奥鲁昆 三水铝石 一水软铝石 高岭石 石英 赤铁矿 金红石+锐钛矿 斐济 三水铝石 高岭石 赤铁矿 钛铁矿 针