登封个别地区铝土矿分析

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中图分类号：P618.45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0134-01

1 研究的目的及意义

铝土矿是氧化铝工业、铝土矿是氧化铝工业、耐火材料工业和建材工业等的重要原料。随着工业化和城镇化的迅速发展，我国对矿产资源的需求量也急剧增加，加上我国铝土矿资源相对缺乏，洗选困难，而使用量却在世界前列，造成供需矛盾日益突出。近期，国外对铝土矿出口开始采取限制措施，将对我国铝工业造成较大影响，如何应对这种形势，将是国内氧化铝企业将要面对的一个紧迫课题。

2 国内外铝土矿资源现状

2.1 国内铝土矿资源现状

我国铝土矿分布高度集中，山西、贵州、河南和广西四个省（区）的储量合计占全国总储量的90.9%（山西41.6%、贵州17.1%、河南16.7%、广西15.5%），其余拥有铝土矿的15个省、自治区、直辖市的储量合计仅占全国总储量的9.1%，主要分布在山东、云南等省区。山西、河南及贵州的矿床类型以沉积型为主；而储存于广西、云南的铝土矿主要是堆积型矿床，约占我国总储量的11%。

储量分布集中，有利于建设我国的华北、中南、及西南三大行政区内依次分布有88%的铝土矿区和97%的储量。

矿床古老，埋藏较深我国铝土矿床中，沉积型矿床和堆积型矿床分别占矿床总数的94%和5%，占全国总量的86%和13%。红土型矿床占矿床总数和全国总储量均在1%左右。我国绝大多数沉积型铝土矿床储存于古生代岩石系及二叠系底部地层中，中生代三叠系地层中有少量：原生沉积矿层临近的岩溶洼地及坡地上一般储存堆积型矿床：第四纪玄武岩风化壳的红土层中一般储存红土型铝土矿床，综合考虑我国各类型矿床的储存条件，全国露采量和坑采量分别约占40%和601%。可以预料，在我国铝工业的发展和铝土矿区的不断开发利用下，由露天转入地下开采将是其发展方向。

我国典型的铝土矿的化学成分和矿物组成我国铝土矿的化学成分一般都是高铝、高硅和低铁（少部分例外），即氧化铝含量高，氧化硅含量也高，铝硅比较低（多数在4―7之间）。铝硅比9以上的优质铝土矿仅占总储量18.5%。全国40多个典型矿区铝土矿的加权平均铝硅比仅为6左右。除广西等少数矿区外，大多数铝土矿氧化铁含量都在5%以下。还有相当数量的高硫含量的铝土矿，目前开发利用比较困难。高铝高硅低铁一水硬铝石型是我国绝大多数矿物类型，矿石品位中等。一水硬铝石为其主要含铝矿物，占全国总储量的99%，少量的三水铝石型也包含其中。铝硅比10以上的铝土矿仅占6.97%。相比于国外铝土矿，铝高、硅高、铁低、铝硅低是我国铝土矿的特点。

矿石中主要矿物粒度细小，嵌镶关系紧密，洗选困难我国河南、山西、山东等地一水硬铝石型铝土矿的工艺矿物学研究表明：①一水硬铝石、高岭石、伊利石、叶腊石等为其主要矿物；②一水硬铝石约占矿物总量60%-70%，多呈隐晶质或微晶集合体，粒度细小，紧密嵌镶着含硅矿物，氧化铁矿物等；③铝硅盐酸即含硅脉石，其表面AL活性点与含铝有用矿物相同。所以，直接套用拜尔法前破碎提矿来提高矿石铝硅比很难。

多种矿共生，可综合利用我国沉积型铝土矿矿层之上往往共生有硬质耐火黏土、煤、水泥灰岩或铝氧溶剂灰岩等；在铝土矿之上存有煤层及石炭系灰岩，铝土矿层之下有山西式铁矿、黄铁矿及泥灰岩或铝氧溶剂灰岩等，在铝土矿石中还伴有利用价值的含量为0.003%-0.011%的镓。

2.2 国外铝土矿资源现状

铝土矿储量我们已探明全球铝土矿250亿吨，远景储量350亿吨。按1.4亿吨/年进行开采计算，此储量可满足世界铝工业180多年的开采需求。其分布：南美33%、非洲27%、亚洲17%、大洋洲13%，其它地区10%。我国周边国家铝土矿储量：越南和印尼分别为20.3亿吨、8.79亿吨，分别位居世界第五和第七。世界铝土矿储量中，几内亚和澳大利亚分别占29.6%及22%，此外，牙买加和巴西分别占8%及7.6%，说明其分布相对集中。

2005年世界铝土矿、氧化铝生产情况2005年铝土矿在全世界生产了17484万吨，氧化铝6674万吨，若按2.5：1推算，则可知两者生产平衡。

2005年铝土矿、氧化铝生产国铝土矿产需求平衡情况2005年全世纪共有25个国家生产铝土矿，其中17个国家有氧化铝工业消费铝土矿，4个无，这4个无的铝土矿全部出口，2005年全世界有氧化铝生产国27个，其中17个有铝土矿生产，10个没有，其铝土矿全需进口。

铝土矿生产国及出口国有：澳大利亚、巴西、几内亚、牙买加、印度、委内瑞拉、哈萨克斯坦、希腊、圭亚那、印尼、加纳、南斯拉夫。

有铝土矿生产，但还需进口的国家有：中国、俄罗斯、苏里布、波兰、法国、匈牙利、伊朗、土耳其、美国。

本国不生产铝土矿，需全部进口的国家有：爱尔兰，乌克兰，西班牙、加拿大、德国、罗马尼亚、日本、阿塞拜疆、黑山。

2.3 地形地貌

该矿区属低山丘陵地带，地势为南北高中间低，海拔标高为550m～450m，相对高差100m。一般坡度为15°～30°，区内近南北向冲沟发育，沟深20～15m，为低山丘陵区。

2.4 气候及地震

本区水系属淮河流域颖河水系，以季节性溪流为主，受大气降水和季节性影响。本区气候属大陆性半干旱气候。降水受季风影响，集中在夏、秋两季。据登封市气象站资料，年降水量为419.5～1002.5mm，月降水量为0～314.8mm，日最大降水量为l53.5mm（1956.6.21）；年蒸发量为908～1976.2mm；年平均相对湿度为60%～70%，最高达81%；年平均气温为9.1～14.6℃，一月份为3.3～18.2℃，七月份气温为24.4～37.1℃，日最高气温可达44.6℃；春、夏、秋三季多东、东北风，冬季多西风。冬春季风力较大，最大风速2 8～40m/s。降雪和霜冻期一般在每年11月至翌年2月，最大积雪厚度23cm，最大冻土深度为20cm。

矿区地处登封市南部地带，地震烈度属VI度，有史以来，登封有7次地震记载。1943年至今除1956年1月23日，禹州、登封境内一次较大地震外，其余全部为小震，震级多在3.0级以下，无破坏性的地震发生，区域内比较稳定。

2.5 地层

区内出露地层由老至新依次为寒武系中统张夏组（∈2z）、寒武系上统崮山组（∈3g），石炭系中统本溪组（C2b）、石炭系上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1sh）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、第四系（Q）等。铝土矿层赋存于寒武系上统崮山组灰岩、白云质灰岩沉积间断面之上，沿走向和倾向断续分布，在空间分布上具有成带分布、分段富集的特点。地层产状：倾向20度，倾角20-33度，局部矿层底板倾角较陡，可达45度，总体产状为一向北东倾斜的单斜构造。

3 开采技术经济条件

3.1 自然地理及经济条件

该矿区属低山丘陵地带，地势为南北高中间低，海拔标高为550m～450m，相对高差100m。一般坡度为15°～30°，区内近南北向冲沟发育，沟深20～15m，为低山丘陵区。年降水量为4l9.5～l002.5mm，月降水量为O～314.8mm，日最大降水量为l53.5mm（1956.6.21）；年蒸发量为908～l976.2mm；年平均相对湿度为60%～70%，最高达81%；年平均气温为9.1～l4.6℃，一月份为3.3～18.2℃，七月份气温为24.4～37.1℃，日最高气温可达44.6℃；春、夏、秋三季多东、东北风，冬季多西风。冬春季风力较大，最大风速2 8～40m/s。降雪和霜冻期一般在每年11月至翌年2月，最大积雪厚度23cm，最大冻土深度为20cm。

矿区地处登封市南部地带，地震烈度属VI度，有史以来，登封有7次地震记载。1943年至今除1956年1月23日，禹州、登封境内一次较大地震外，其余全部为小震，震级多在3.0级以下，无破坏性的地震发生，区域内比较稳定。

矿区不在自然保护区内，无名胜古迹，不在禁止、限制开采矿产的区域之内。

3.2 建议

根据开采范围内矿岩的物理力学性质、工程和水文地质条件、开采服务年限、拟采用的主要采剥设备等因素确定的境界边坡参数要严格按照如下制定：

工作台阶高度5m，两个工作台阶合并为一个最终台阶，露采设计最终台阶高度10m，每个工作台阶坡面角第四系土层为45°，围岩和矿石的工作台阶坡面角为65°，工作台阶推进到阶段边界时进行并段，形成一个最终台阶，安全平台宽度4m，由于最多形成3个最终台阶，不再设清扫平台，由此得出的最终边坡角为36°～55°。