矾土矿的定性方法-x射线衍射法

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1、矾土矿的鉴别X射线衍射法编制说明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2011B64《矾土矿的鉴别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/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》起草制定。2.制标的意义与目的矾土矿是指工业上能利用的，以三水铝石（gibbsite）、一水软铝石（软铝石）（boehmite）或一水硬铝石（diaspore）为主要矿物所组成矿石的总成，又称铝矾土、铝土矿。矾土矿广泛应用于水泥、耐火材料、冶金等

2、行业，约85%用来炼铝。矾土矿的矿物属性决定了氧化铝生产工艺和技术参数及铝的利用程度、废弃物的产生量。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，根据矾土矿矿物的属性控制生产工艺。矾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，不同类型的矾土矿其拜耳法溶出性能差别很大。三水铝石型矾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，矾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，矾土矿类型与冶金生产的技术经济指标密切相关。随着经济的发展，我国

3、进口国外高质量矾土矿的量逐年增多，贸易合同主要规定了主成分和杂质成分的含量，对所含氧化铝的型态未作规定，但从经济和技术的角度，并非所有含有氧化铝的矿物都是经济适宜工业原料。因此，矾土矿主成分型态鉴别对于维护国家利益起着至关重要的作用。2011年我国进口矾土矿45240kt，约占我国总需求量的50.56%，随着矾土矿进口量的增大，优质矿石越来越少。2011年中国氧化铝产能达到了52200kt，产量达到了33070kt，连续5年居世界第一位。随着我国清洁生产工艺要求越来越严格，选用合理的技术研究矿石品质，维护平等贸易，减少废弃物排放，是目前研

4、究的重点。X射线衍射法已广泛应用于矿物物相解析，课题拟开发X射线衍射法分析矾土矿矿物类型及杂质成分，对矾土矿进行定性分析，以满足国际贸易及生产工艺的要求。3.国内外研究现状国外矾土矿主要含有三水铝石，具有高铝、低硅、高铁的特点，矿石质量好，适合耗能低的拜耳法处理。我国矾土矿主要含有一水硬铝石，具有高铝、高硅、低硫、低铁、中低铝硅比，矿石质量差，加工难度大的特点，氧化铝生产多用耗能高的联合法。矾土矿中的S、CO2、MgO、P2O5是有害组分，不利于铝的冶炼回收。世界矾土矿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

5、较小的矿带外，其余大型的矾土矿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、加拿大等国矾土矿的储量都不大。按照矾土矿储量排位，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。我国矾土矿资

6、源主要分布在山西、河南、广西、贵州等4省区。矾土矿是氧化铝生产最主要的矿物资源，世界上98%以上的氧化铝出自矾土矿，矾土矿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，矾土矿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

7、在，有的铝土矿中还含有石英。铝土矿中通常会有2%~4%的二氧化钛，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)。氧化铝及其水合物的不同命名方法如表1所示。表1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α-Al(OH)3或α-Al2O3·3H2Oγ-Al(OH)3或γ-Al2O3·3H2O拜耳石β-Al(OH)3或β-Al2O3·3H2O—诺耳石新β-Al(OH)3或β-A

8、l2O3·3H2O—AlOOH或Al2O3·H2O一水软铝石α-AlOOH或α-Al2O3·3H2Oγ-AlOOH或γ-Al2O3·3H2O一水硬铝石β-AlOOH或β-Al2O3·H2Oα-