關(guān)于鋁土礦主要礦物的物相研究

吳勇華 江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊(duì)，江西 南昌 330000

物相簡(jiǎn)單的說(shuō)就是對(duì)某種晶體結(jié)構(gòu)并能用某化學(xué)式表示其化學(xué)成分的固體物質(zhì)的表達(dá)。當(dāng)一種物質(zhì)自身的化學(xué)成分相同，但結(jié)構(gòu)有所不同時(shí)，我們會(huì)稱此化學(xué)物質(zhì)為同素異構(gòu)體，也就是說(shuō)它們屬于并不相同的相，它們自身的性質(zhì)也會(huì)有所不同。所以，想要對(duì)某種物質(zhì)進(jìn)行深入的研究，單純的依靠化學(xué)方法是不能夠?qū)崿F(xiàn)的，因?yàn)閱渭円揽炕瘜W(xué)方法進(jìn)行分析只能夠得出物質(zhì)中自身所含元素種類以及數(shù)量的參數(shù)，并不能證明此種物質(zhì)所處的狀態(tài)。所以，只有對(duì)物質(zhì)進(jìn)行物相分析，才能夠真正做到對(duì)此種物質(zhì)全面的認(rèn)識(shí)。

在本文中，所運(yùn)用到的物相分析方法是以晶體衍射為基礎(chǔ)進(jìn)行的，是現(xiàn)代運(yùn)用作為廣泛的也是最直接的物理物相分析方法。本文就運(yùn)用衍射分析中X—射線衍射分析方法進(jìn)行分析。

1 鋁土礦分類

對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)中所存在的鋁土礦含量來(lái)說(shuō)，其總量是非常豐富的，能夠保證得到充分利用的鋁土礦儲(chǔ)備相對(duì)也非常充足。鋁土礦相對(duì)來(lái)說(shuō)自身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其自身組成的化學(xué)成分相對(duì)變化也較為頻繁，但通常都是以氧化鋁水合物的形式存在的，它是生產(chǎn)氧化鋁的主要原料。一般來(lái)說(shuō)，鋁土礦主要可以分為三類，即三水型鋁土礦、一水型鋁土礦及混合性鋁土礦。其中，一水型鋁土礦又分為一水軟鋁石和一水硬鋁石;混合型鋁土礦可以分為三水型鋁土礦、一水型鋁土礦、一水軟鋁石、一水硬鋁石。

我國(guó)的鋁土礦礦石的形態(tài)各種各樣，但是主要的存在形式是以高鋁高硅低鐵鋁礦石為主，其中還包含有低鐵高鋁礦石、高鋁低鐵鋁礦石、低鐵高硅鋁礦石等。我國(guó)現(xiàn)存的鋁礦石還可以通過(guò)自身的外觀形態(tài)進(jìn)行區(qū)分，其外觀形態(tài)一般有三種，即:白色至淺灰色，質(zhì)地松軟品質(zhì)高的鋁礦石;淺灰色至深灰色，硬度較硬，斷口呈現(xiàn)片狀或塊狀，品質(zhì)也較高的鋁礦石;還有就是淺黃色、紅色或褐色，硬度較高，含鐵量也較高，自身品質(zhì)較低的鋁礦石。鋁礦石自身會(huì)形成如此多的形態(tài)，主要的原因就是因?yàn)樵阡X礦石中除了氧化鋁之外，還含有其他多種物質(zhì)，例如硅、鐵、鈦等元素。

雖然我國(guó)整體鋁土礦存儲(chǔ)量較多，但是相應(yīng)的高品質(zhì)鋁土礦并不能滿足人們極大的需求。在對(duì)鋁土礦品質(zhì)高低的衡量中，最重要的指標(biāo)就是看鋁硅之間的比值以及氧化鋁的含量。相對(duì)來(lái)說(shuō)，我國(guó)的鋁土礦中主要含有硅礦物的含量較多，這就導(dǎo)致我國(guó)整體鋁土礦中高品質(zhì)的鋁土礦含量相對(duì)較低。所以，如何能夠有效的將高低品質(zhì)的鋁土礦進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐涞V是保證我國(guó)鋁土礦資源得到充分利用的有效措施。

2 衍射法對(duì)礦物的鑒定

鋁土礦自身的組成形式非常復(fù)雜，其化學(xué)成分變化相對(duì)也非常大，其中，主要包含的鋁礦物為三水鋁石、一水軟鋁石及一水硬鋁石三種。同時(shí)，其中還含有大量的其他礦物質(zhì)，例如有針鐵礦、赤鐵礦、纖鐵礦、石英等礦物質(zhì)。鋁土礦自身還會(huì)含有少量的微量元素，這就造成了鋁土礦極為復(fù)雜的形態(tài)。但對(duì)于我國(guó)的鋁礦石來(lái)說(shuō)，其主要的組成成分就是一水硬鋁石。

2.1 一水硬鋁石

對(duì)一水硬鋁石進(jìn)行分析，首先需要對(duì)一水硬鋁石中的化學(xué)組成成分進(jìn)行分析，通過(guò)分析可以知道，一水硬鋁石中Al2O3的成分能夠達(dá)到86.5%，而剩余的13.5%則是H2O，其中，一水硬鋁石中還會(huì)含有一些常見的雜質(zhì)，即Fe3+。

在對(duì)一水硬鋁石進(jìn)行分析時(shí)，運(yùn)用X－射線衍射分析方法會(huì)很容易做到對(duì)其的鑒定工作，而鑒定之后得出的相應(yīng)結(jié)果則是，其晶面間距一般為d=38.9、24.16、18.13、21.69nm，當(dāng)鋁土礦樣品中無(wú)序高嶺石的含量相對(duì)較高時(shí)，則一水硬鋁石的最強(qiáng)峰為d=38.9nm，而此結(jié)果則可以證明其處于無(wú)序高嶺石的一部分衍射區(qū)間內(nèi)。當(dāng)此種情況出現(xiàn)時(shí)，以此為前提所鑒定一水硬鋁石就需要根據(jù)高嶺石d=72.3nm 的線條與d=38.9nm 線的比例進(jìn)行。

2.2 一水軟鋁石

在對(duì)一水軟鋁石進(jìn)行分析可知，一水軟鋁石的主要化學(xué)成分也是Al2O3和H2O，其中還包含有其他少量的氧化物雜質(zhì)。一水軟鋁石中H2O 的含量能夠達(dá)到16.12%，而Al2O3的含量則達(dá)到82.6%，剩余的則是其他氧化物。

在對(duì)一水軟鋁石運(yùn)用X－射線衍射分析方法進(jìn)行鑒定時(shí)，可以得出一水軟鋁石中相應(yīng)的衍射數(shù)據(jù)，即特征峰d=62.3、32.57、24.51nm等。其中能夠?qū)ΦV物鑒定結(jié)果產(chǎn)生一定影響的是纖鐵礦，因?yàn)槔w鐵礦中d=62.6nm 峰與d=62.3nm 的峰是相互疊加的，但是在實(shí)際的鑒定過(guò)程中其疊加在一起的可能性并不是很大。

2.3 三水鋁石

對(duì)于三水鋁石來(lái)說(shuō)，其所含有的成分也同樣是Al2O3和H2O，其中64.2%的成分是Al2O3，而35.8%的成分是H2O，在三水鋁石中所包含的主要雜質(zhì)是Fe2O3。

在對(duì)三水鋁石運(yùn)用X－射線衍射分析法進(jìn)行鑒定時(shí)，可以得出其特征間距d=49.2、42.8、44.5nm 等。在不同的地區(qū)運(yùn)用不同的方法所獲得的三水鋁石，并運(yùn)用不同的儀器進(jìn)行測(cè)量，所得出的衍射數(shù)據(jù)相差非常大。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，運(yùn)用X－射線衍射分析法對(duì)鋁礦物進(jìn)行物相的鑒定，可以準(zhǔn)確的得出礦物中各種物質(zhì)組成成分。同時(shí)，物相檢測(cè)中能夠運(yùn)用到的方法還有紅外線光譜分析法，其主要的應(yīng)用原理就是根據(jù)各種礦物自身固定的特征頻率進(jìn)行判定的，通過(guò)判定結(jié)果可以進(jìn)行準(zhǔn)確的物理分析。同時(shí)還被應(yīng)用到的方法有差熱分析法等。其中，最經(jīng)常使用的是，X－射線衍射方法，其也是最有效、最準(zhǔn)確的物相分析方法。

［1］甘德清.關(guān)于我國(guó)鋁土礦的地址時(shí)代問(wèn)題的看法［J］.地質(zhì)論評(píng)，2009，(02):138－144.

［2］李中明，趙建敏，馮輝，李偉，焦贊超，岳國(guó)利.河南省郁山古風(fēng)化殼型稀土礦層的首次發(fā)現(xiàn)及意義［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，2011(02):177－180.

［3］張乃嫻，姬素榮.河南鞏縣鋁土礦及其含礦巖系的巖石學(xué)礦物學(xué)特點(diǎn)［J］.地質(zhì)科學(xué)，2010，(02):170－179.

［4］張文波.關(guān)于華北地臺(tái)G 層鋁土礦時(shí)代問(wèn)題的新見［J］.地質(zhì)論評(píng)，2011，(04):310－313.

［5］李啟津.山西孝義鋁土礦礦石物質(zhì)成分研究［J］.礦產(chǎn)地質(zhì)研究院學(xué)報(bào)，2009，(11):226－234.

［6］翟東興，劉國(guó)明，陳德杰，張巧梅，趙錫巖.鋁土礦帶礦床地質(zhì)特征及其成礦規(guī)律［J］.地質(zhì)與勘探，2011，(14):141－144.