關于鋁土礦主要礦物的物相研究

吳勇華 江西省地質礦產勘查開發局物化探大隊，江西 南昌 330000

物相簡單的說就是對某種晶體結構并能用某化學式表示其化學成分的固體物質的表達。當一種物質自身的化學成分相同，但結構有所不同時，我們會稱此化學物質為同素異構體，也就是說它們屬于并不相同的相，它們自身的性質也會有所不同。所以，想要對某種物質進行深入的研究，單純的依靠化學方法是不能夠實現的，因為單純依靠化學方法進行分析只能夠得出物質中自身所含元素種類以及數量的參數，并不能證明此種物質所處的狀態。所以，只有對物質進行物相分析，才能夠真正做到對此種物質全面的認識。

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

1 鋁土礦分類

對于我國現代社會中所存在的鋁土礦含量來說，其總量是非常豐富的，能夠保證得到充分利用的鋁土礦儲備相對也非常充足。鋁土礦相對來說自身的結構較為復雜，其自身組成的化學成分相對變化也較為頻繁，但通常都是以氧化鋁水合物的形式存在的，它是生產氧化鋁的主要原料。一般來說，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。

我國的鋁土礦礦石的形態各種各樣，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。我國現存的鋁礦石還可以通過自身的外觀形態進行區分，其外觀形態一般有三種，即:白色至淺灰色，質地松軟品質高的鋁礦石;淺灰色至深灰色，硬度較硬，斷口呈現片狀或塊狀，品質也較高的鋁礦石;還有就是淺黃色、紅色或褐色，硬度較高，含鐵量也較高，自身品質較低的鋁礦石。鋁礦石自身會形成如此多的形態，主要的原因就是因為在鋁礦石中除了氧化鋁之外，還含有其他多種物質，例如硅、鐵、鈦等元素。

雖然我國整體鋁土礦存儲量較多，但是相應的高品質鋁土礦并不能滿足人們極大的需求。在對鋁土礦品質高低的衡量中，最重要的指標就是看鋁硅之間的比值以及氧化鋁的含量。相對來說，我國的鋁土礦中主要含有硅礦物的含量較多，這就導致我國整體鋁土礦中高品質的鋁土礦含量相對較低。所以，如何能夠有效的將高低品質的鋁土礦進行適當的配礦是保證我國鋁土礦資源得到充分利用的有效措施。

2 衍射法對礦物的鑒定

鋁土礦自身的組成形式非常復雜，其化學成分變化相對也非常大，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，其中還含有大量的其他礦物質，例如有針鐵礦、赤鐵礦、纖鐵礦、石英等礦物質。鋁土礦自身還會含有少量的微量元素，這就造成了鋁土礦極為復雜的形態。但對于我國的鋁礦石來說，其主要的組成成分就是一水硬鋁石。

2.1 一水硬鋁石

對一水硬鋁石進行分析，首先需要對一水硬鋁石中的化學組成成分進行分析，通過分析可以知道，一水硬鋁石中Al2O3的成分能夠達到86.5%，而剩余的13.5%則是H2O，其中，一水硬鋁石中還會含有一些常見的雜質，即Fe3+。

在對一水硬鋁石進行分析時，運用X－射線衍射分析方法會很容易做到對其的鑒定工作，而鑒定之后得出的相應結果則是，其晶面間距一般為d=38.9、24.16、18.13、21.69nm，當鋁土礦樣品中無序高嶺石的含量相對較高時，則一水硬鋁石的最強峰為d=38.9nm，而此結果則可以證明其處于無序高嶺石的一部分衍射區間內。當此種情況出現時，以此為前提所鑒定一水硬鋁石就需要根據高嶺石d=72.3nm 的線條與d=38.9nm 線的比例進行。

2.2 一水軟鋁石

在對一水軟鋁石進行分析可知，一水軟鋁石的主要化學成分也是Al2O3和H2O，其中還包含有其他少量的氧化物雜質。一水軟鋁石中H2O 的含量能夠達到16.12%，而Al2O3的含量則達到82.6%，剩余的則是其他氧化物。

在對一水軟鋁石運用X－射線衍射分析方法進行鑒定時，可以得出一水軟鋁石中相應的衍射數據，即特征峰d=62.3、32.57、24.51nm等。其中能夠對礦物鑒定結果產生一定影響的是纖鐵礦，因為纖鐵礦中d=62.6nm 峰與d=62.3nm 的峰是相互疊加的，但是在實際的鑒定過程中其疊加在一起的可能性并不是很大。

2.3 三水鋁石

對于三水鋁石來說，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是Fe2O3。

在對三水鋁石運用X－射線衍射分析法進行鑒定時，可以得出其特征間距d=49.2、42.8、44.5nm 等。在不同的地區運用不同的方法所獲得的三水鋁石，并運用不同的儀器進行測量，所得出的衍射數據相差非常大。

3 結束語

綜上所述，運用X－射線衍射分析法對鋁礦物進行物相的鑒定，可以準確的得出礦物中各種物質組成成分。同時，物相檢測中能夠運用到的方法還有紅外線光譜分析法，其主要的應用原理就是根據各種礦物自身固定的特征頻率進行判定的，通過判定結果可以進行準確的物理分析。同時還被應用到的方法有差熱分析法等。其中，最經常使用的是，X－射線衍射方法，其也是最有效、最準確的物相分析方法。

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