重慶市鋁土礦資源分布及綜合利用思考

馮 偉

（重慶市江北區國土資源管理分局，重慶 400020）

重慶市鋁土礦資源豐富，截止2016年底，鋁土礦保有資源儲量12 923.09萬t，居全國第五位[1]。但是，其低品位礦石比重大，礦石可利用率低，為滿足重慶市的產業布局供應和經濟發展需要，提高礦石的綜合利用顯得尤為重要。

1 重慶鋁土礦特點

1.1 賦存特征

市內鋁土礦主要賦存在二疊系中統梁山組中上部的古殘積相的沉積環境中，其礦床類型屬古風化殼原地沉積型的風化-沉積-改造礦床，以風化殘積的粘土巖、鋁土（質）巖為母體。含礦巖系為梁山組地層，厚0.8～31 m，一般為7～15 m，巖性分為兩段，一段分布廣泛，其巖性為上中部鋁土巖夾粘土巖或鋁土巖夾鋁土礦；中下部為粘土巖夾鋁土巖（礦）；下部為綠泥石粘土巖，底部常有一層粘土巖。二段為黑色炭質頁巖，除局部缺失外，一般均有產出。含礦巖系在濯河壩向斜東南因沉積相由古殘積相變為濱湖-淺湖相，巖性為粘土巖、厚至巨厚層石英粉砂巖，無鋁土礦體產出。至秀山縣一帶則變為泥頁巖、石英砂巖及燧石層組合。

1.2 礦石性質

鋁土礦礦石類型主要為土狀（含半土狀）礦石、致密狀礦石、豆鮞狀（含豆狀）礦石及礫屑狀（含角礫狀及碎屑狀）礦石等四種類型，以致密狀礦石為主，土狀（含半土狀）礦石次之，并有少量豆鮞狀（含豆狀）、礫屑狀（含角礫狀及碎屑狀）礦石。致密狀礦石幾乎在所有見礦工程中均有出露，土狀（含半土狀）鋁土礦相對集中分布于近地表及中淺部范圍，其他礦石類型則零星分布于不同地段。

1.2.1 土狀（含半土狀）礦石

礦石礦物主要由硬水鋁石（一般60%～95%）、軟水鋁石（一般2%～30%）和高嶺石（一般5%～10%）組成。局部地段軟水鋁石含量可高達30%，尚有微量的伊利石、氧化鐵（針鐵礦）、銳鈦礦等；偶見電氣石、鋯石、石英、綠簾石、硝石等，局部含黃鐵礦。

1.2.2 致密狀礦石

礦物以他形的硬水鋁石（一般25%～75%）、軟水鋁石（一般2%～40%）為主，次為高嶺石、水云母，并含有少量的伊利石，微量的銳鈦礦、鋯石、金紅石、褐鐵礦，局部見少量的黃鐵礦。

本類型主要組成中低品位的礦石類型，在礦體中分布廣泛，在地表和淺部其主要分布在礦層上下周邊，深部則為主要礦石，礦體邊部也占主導地位。

1.2.3 豆鮞狀（含豆狀）礦石

礦石礦物基質以硬水鋁石（一般30%～75%）為主，有少量的勃姆鋁礦、高嶺石、鮞、豆粒，并有少量的綠泥石、伊利石。環帶形成主要由高嶺石、綠泥石、伊利石與硬水鋁石共同組成。此類型礦石含粘土礦物相對較多，是組成中、貧鋁土礦石的主要自然類型。

1.2.4 礫屑狀（含角礫狀及碎屑狀）礦石

礦石礦物主要為硬水鋁石（一般30%～65%），并含有少量的勃姆鋁石、高嶺石、綠泥石、伊利石、微量礦物電氣石、銳鈦礦、鋯石、綠簾石、硝石等。本類型礦石所占全市鋁土礦石比例小，僅為7%左右。豆鮞狀后生破壞后呈礫屑和砂屑狀鋁土礦石[2]。

1.3 礦石品位

礦石品位一般為：Al2O344.26%～71.39%、SiO29.45%～ 19.16%、Fe2O30.80%～ 20.27%、S 0.16%～2.19%，A/S（鋁硅比）值為3.68～7.54，以中高硫、中低品位礦石為主。

1.4 資源分布

市內鋁土礦資源分布在渝東南鋁土礦成礦帶，共有16個礦區，主要集中分布于南川、武隆地區，其中南川區礦區8個，保有資源量為11 113.59萬t（占全市86%），武隆區6個，保有資源量為1 374.42萬t（占全市10.6%）[1]，如表1所示。

表1 重慶市鋁土礦資源分布

2 鋁土礦的加工與選礦

鋁土礦的加工主要是生產氧化鋁，生產氧化鋁的工藝有拜爾法、燒結法和聯合法，其工藝是由A/S的大小來決定的。拜爾法工藝流程較簡單，建廠投資費用低，但需要以高鋁低硅的優質鋁土礦為原料[3]。燒結法比較適合處理低鋁硅比的鋁土礦，從而有效地用低品位的鋁土礦生產氧化鋁，但此法生產出的氧化鋁質量較低。聯合法是把拜爾法和燒結法結合在一起，兼有兩種方法的優點，取得比單一方法更好的效果，同時可以充分利用中低品位鋁礦資源[4]。重慶中低品味鋁土礦，可以使用聯合法生產氧化鋁。

市內鋁土礦以低品位礦石為主，為提高鋁土礦的品位，可采用選礦或其他方法除去鋁土礦的雜質，主要是除去硅、鐵和硫。鋁土礦浮選脫硅效果良好，應用洗礦及洗礦-磁選-浮選流程也可以獲得較好的脫硅效果[5]。除硫有浮選脫硫和焙燒脫硫兩種方法，兩種方法相比，后者的脫硫效率高，能達到90%左右，但生產成本也高。除鐵可采用強磁-浮選聯合流程或焙燒磁選流程[3]。

3 綜合利用方向

3.1 鋁土礦的利用

3.1.1 生產脫氧劑

鋁土礦可作為煉鋼脫氧劑及帽口保溫發熱劑，以低品位鋁土礦為原料，用電熱還原法熔煉硅鋁鐵合金作為脫氧劑，不僅能實現鋁土礦的綜合利用，而且簡化流程，降低能耗，節約成本，能合理利用水力發電等季節性能源[6]。

3.1.2 生產堿式氯化鋁

以高嶺石-水軟鋁石鋁土礦為原料，可生產堿式氯化鋁，與傳統的凈化劑硫酸鋁相比，其凈水效果是硫酸鋁的3～5倍。堿式氯化鋁還可用作造紙上膠劑、耐火材料粘結劑、水泥速凝劑、紡織工藝媒染劑、皮革鞣劑、醫藥工業用的制酸劑、吸附劑和收斂劑[7]。

3.1.3 生產硫酸鋁

硫酸鋁作為凈水劑，用于生產硫酸鋁的鋁土礦，要求Al2O3含量在40%以上，鋁鐵比即Al2O3/Fe2O3大于51[6]。

3.1.4 其他用途

利用鋁土礦可生產耐火材料、聚合物、高鋁陶瓷、特種玻璃、磨料、阻燃劑、催化劑、載體、電子元器件、醫藥等產品。

3.2 選礦尾礦的綜合利用

鋁土礦選礦尾礦，如果不加以處理，必然會占用土地資源、污染環境、造成資源的浪費，其選礦尾礦的綜合利用是非常有必要的。中、高硫鋁土礦石，經過脫硫可回收SO2氣體并加以利用。尾礦中的鋁硅酸鹽礦物，可作為橡膠、塑料的活性填料。脫硅后的低鐵尾礦，可作耐火材料。生產氧化鋁產生的殘渣（赤泥），可用來生產水泥、建筑用材料、赤泥塑料等。

4 結語

重慶市是歷史悠久的老工業基地，隨著經濟的高速發展，對鋁土礦需求量極大，但重慶市境內探明的鋁資源儲量十分有限，遠遠不能滿足需求，為推進礦產資源節約和綜合利用，筆者提出以下發展建議。

有條件的鋁土礦企業應大力采用先進的技術與工藝，提高鋁土礦的開采回采率和選礦回收率；從回收單一鋁土礦轉變為回收其他有益礦產，增加企業的綜合效益。有條件的鋁土礦礦山企業配套建設礦山和選礦廠，以實現貧富兼采。如企業無自建選礦能力，以及礦區內或周邊不具備建立選礦廠的條件時，建議礦山企業與選礦企業聯營，變單一的產品結構為復合產品結構，提高鋁土礦的有效利用率，降低生產成本，提高經濟效益。加強工業礦體勘查評價工作，鼓勵開展低品位礦石的開采選冶試驗研究，并提高鋁土礦進口渠道的多元化水平。

1 重慶市國土資源和房屋管理局.2016年重慶市礦產資源儲量通報[R].重慶：重慶市國土資源和房屋管理局，2017.

2 劉 成，鄢世華，張小英，等.重慶市鋁土礦資源利用現狀調查成果匯總報告[R].重慶：重慶市國土資源和房屋管理局，2011.

3 肖至培.我國鋁土礦資源開發及其綜合利用[J].礦產保護與利用，1989，（4）：11-17.

4 熊玉強，張 杰.貴州中低品位鋁土礦綜合利用分析[J].潔凈煤技術，2012，18（2）：109-111.

5 張國斌.鋁土礦選礦及尾礦綜合利用[J].輕金屬，1998，（9）：3-6.

6 楊冠群.我國鋁土礦資源綜合利用的探討[J].有色金屬（冶煉部分），1991，（6）：29-31.

7 盛亞君.高嶺石-一水軟鋁石鋁土礦的地質概況及綜合利用[J].輕金屬，1998，（1）：8-12.