金屬鋁的生產(chǎn)，初期是化學(xué)法。即1854年法國(guó)科學(xué)家H.仙克列爾戴維里(H.Sainte Claire Diwill)創(chuàng)立的鈉法化學(xué)法和1865年俄國(guó)物理化學(xué)家H.H.別凱托夫(Н.Н.Бекетов)創(chuàng)立的鎂法化學(xué)法。法國(guó)于1855年采用化學(xué)法開(kāi)始工業(yè)生產(chǎn)，是世界最早生產(chǎn)鋁的國(guó)家。
鋁土礦的發(fā)現(xiàn)(1821年)早于鋁元素，當(dāng)時(shí)誤認(rèn)為是一種新礦物。從鋁土礦生產(chǎn)鋁，首先需制取氧化鋁，然后再電解制取鋁。鋁土礦的開(kāi)采始于1873年的法國(guó)，從鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁始于1894年，采用的是拜耳法，生產(chǎn)規(guī)模僅每日1t多。
到了1900年，法國(guó)、意大利和美國(guó)等國(guó)家有少量鋁土礦開(kāi)采，年產(chǎn)量才不過(guò)9萬(wàn)t。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，鋁作為金屬和合金應(yīng)用到航空和軍事工業(yè)，隨后又?jǐn)U大到民用工業(yè)，從此鋁工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，到1950年，全世界金屬鋁產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了151萬(wàn)t，1996年增至2092萬(wàn)t，成為僅次于鋼鐵的第二重要金屬。
我國(guó)鋁土礦的普查找礦工作最早始于1924年，當(dāng)時(shí)由日本人板本峻雄等對(duì)遼寧省遼陽(yáng)、山東省煙臺(tái)地區(qū)的礬土頁(yè)巖進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查。此后，日本人小貫義男等人，以及我國(guó)學(xué)者王竹泉、謝家榮、陳鴻程等先后對(duì)山東淄博地區(qū)、河北唐山和開(kāi)灤地區(qū)，山西太原、西山和陽(yáng)泉地區(qū)，遼寧本溪和復(fù)州灣地區(qū)的鋁土礦和礬土頁(yè)巖進(jìn)行了專門的地質(zhì)調(diào)查。我國(guó)南方鋁土礦的調(diào)查始于1940年，首先是邊兆祥對(duì)云南昆明板橋鎮(zhèn)附近的鋁土礦進(jìn)行了調(diào)查。隨后，1942～1945年，彭琪瑞、謝家榮、樂(lè)森王尋等人，先后對(duì)云、貴、川等地鋁土礦、高鋁粘土礦進(jìn)行了地質(zhì)調(diào)查和系統(tǒng)采樣工作?？偲饋?lái)說(shuō)，新中國(guó)成立以前的工作多屬一般性的踏勘和調(diào)查研究性質(zhì)。
鋁土礦真正的地質(zhì)勘探工作是從新中國(guó)成立后開(kāi)始的。1953～1955年間，冶金部和地質(zhì)部的地質(zhì)隊(duì)伍先后對(duì)山東淄博鋁土礦、河南鞏縣小關(guān)一帶鋁土礦(如竹林溝、茶店、水頭及鐘嶺等礦區(qū))、貴州黔中一帶鋁土礦(如林夕、小山壩、燕垅等礦區(qū))、山西陽(yáng)泉白家莊礦區(qū)，等等，進(jìn)行了地質(zhì)勘探工作。但是，當(dāng)時(shí)由于缺少鋁土礦的勘探經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有結(jié)合中國(guó)鋁土礦的實(shí)際情況而盲目套用原蘇聯(lián)的鋁土礦規(guī)范，致使1960～1962年復(fù)審時(shí)，大部分地質(zhì)勘探報(bào)告都被降了級(jí)，儲(chǔ)量也一下減少了許多。1958年以后，我國(guó)對(duì)鋁土礦的勘探積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，在大搞銅鋁普查的基礎(chǔ)上，又發(fā)現(xiàn)和勘探了不少礦區(qū)，其中比較重要的有：河南張窯院、廣西平果、山西孝義克俄、福建漳浦、海南蓬萊，等等鋁土礦礦區(qū)。
我國(guó)鋁土礦的開(kāi)采最早始于1911年，當(dāng)時(shí)日本人首先對(duì)我國(guó)遼寧省復(fù)州灣鋁礬土礦進(jìn)行開(kāi)采，隨后1925～1941年又對(duì)我國(guó)遼寧省遼陽(yáng)、山東煙臺(tái)礦區(qū)A、G兩層鋁土礦進(jìn)行開(kāi)采，以上開(kāi)采多用作耐火材料。1941～1943年日本人對(duì)我國(guó)山東省淄博鋁土礦湖田和灃水礦區(qū)的田莊、紅土坡礦段進(jìn)行了開(kāi)采，礦石作為煉鋁原料。后來(lái)臺(tái)灣鋁業(yè)公司也曾進(jìn)行過(guò)小規(guī)模開(kāi)采供煉鋁用。
我國(guó)鋁土礦大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用是從新中國(guó)以后開(kāi)始的。1954年首先恢復(fù)以前日本人曾小規(guī)模開(kāi)采過(guò)的山東灃水礦山。1958年以后在山東、河南、貴州等省先后建設(shè)了501、502、503三大鋁廠，為了滿足這三大鋁廠對(duì)鋁土礦的需求，在山東、河南、山西、貴州等省建成了張店鋁礦、小關(guān)鋁礦、洛陽(yáng)鋁礦、修文鋁礦、清鎮(zhèn)鋁礦、陽(yáng)泉鋁礦等鋁礦原料基地。
進(jìn)入80年代，特別是1983年中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司成立以后，我國(guó)鋁土礦的地質(zhì)勘探和鋁工業(yè)得到了迅速發(fā)展，新建和擴(kuò)建了以山西鋁廠、中州鋁廠為代表的一批大型鋁廠，使我國(guó)原鋁產(chǎn)量由1954年的不足2000t，發(fā)展到了現(xiàn)在的187萬(wàn)t。建立了從地質(zhì)、礦山到冶煉加工一整套完整的鋁工業(yè)體系，鋁金屬及其加工產(chǎn)品基本可滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。
鋁土礦礦石用途多樣，其中最重要的用途是：鋁工業(yè)中提煉金屬鋁、作耐火材料和研磨材料，以及用作高鋁水泥原料。礦石用途不同，其質(zhì)量要求各異。下表是中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司1994年發(fā)布的鋁土礦石的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YS/T78-94)。按照該標(biāo)準(zhǔn)將鋁土礦分成沉積型一水硬鋁石、堆積型一水硬鋁石及紅土型三水鋁石三大類型，并按化學(xué)成分分為L(zhǎng)K12-70、LK8-65、LK5-60、LK3-53、LK15-60、LK11-55、LK8-50、LK7-50、LK3-40等九個(gè)牌號(hào)。該標(biāo)準(zhǔn)除了對(duì)鋁土礦的化學(xué)成分作出了規(guī)定外，還要求沉積型一水硬鋁石的水分不得大于7%，堆積型一水硬鋁石和紅土型三水鋁石的水分不得大于8%。此外要求鋁土礦石的粒度不得大于150mm。鋁土礦石不得混入泥土、石灰?guī)r等雜物。
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鋁土礦石化學(xué)成分要求(YS-T78-94) |
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礦床（礦石）類型 |
牌號(hào) |
化學(xué)成分（%） |
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Al2O3/SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
S |
CaO+MgO |
TiO2 |
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不小于 |
不大于 |
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沉積型 |
LK12-70 |
12 |
70 |
3 |
0.3 |
1.5 |
-- |
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LK8-65 |
8 |
65 |
5 |
0.5 |
1.5 |
-- |
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LK5-60 |
5 |
60 |
|
0.5 |
1.5 |
-- |
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LK-53 |
3 |
53 |
9 |
0.7 |
-- |
-- |
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堆積型（一水硬鋁石） |
LK5-60 |
15 |
60 |
20 |
0.1 |
1.5 |
-- |
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LK11-55 |
11 |
55 |
25 |
0.1 |
1.5 |
-- |
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LK8-50 |
8 |
50 |
28 |
0.1 |
1.5 |
-- |
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紅土礦（三水鋁石） |
LK7-50 |
7 |
50 |
18 |
-- |
-- |
2 |
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LK3-40 |
3 |
40 |
25 |
-- |
-- |
3 |
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工業(yè)上提取金屬鋁是先從鋁土礦中提取氧化鋁，然后氧化鋁經(jīng)電解成為金屬鋁。根據(jù)我國(guó)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不同氧化鋁生產(chǎn)方法對(duì)礦石質(zhì)量的要求還有所不同，其一般要求是：
1)燒結(jié)法：適于處理含硅較高的低品級(jí)礦石，要求Al2O3/SiO2為3～5(或3.5左右)，F(xiàn)e2O3＜10%。
2)拜耳法：適于處理含Al2O3高、SiO2低的富礦，一般要求Al2O3＞65%，Al2O3/SiO2＞7。氧化鐵在拜耳法流程中不與堿起反應(yīng)，只是鐵高赤泥量大，赤泥洗滌復(fù)雜，易造成堿和氧化鋁的機(jī)械損失，但不宜有鋁針鐵礦。
3)聯(lián)合法：適于處理中等品位的鋁土礦，我國(guó)主要用混聯(lián)法，即在拜耳法的赤泥中添加部分低品級(jí)礦石提高燒結(jié)法的鋁硅比，一般要求Al2O3＞60%，Al2O3/SiO2為5～7，F(xiàn)e2O3＜10%。對(duì)氧化鋁生產(chǎn)而言，硫是很有害的雜質(zhì)，均不宜采用高硫礦石。
下表是鋁土礦工業(yè)要求的幾個(gè)礦床實(shí)例。
用作研磨材料的鋁土礦，要求含Al2O3高、鐵和鈦低，一般要求Al2O3≥70%，F(xiàn)e2O3≤5%，TiO2≤4.5%，CaO+MgO≤1.0%，Al2O3/SiO2≥12。
我國(guó)作電熔剛玉的鋁土礦要求見(jiàn)下表。
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我國(guó)作電熔剛玉原料的鋁土礦質(zhì)量要求 |
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工廠 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
SiO2 |
TiO2 |
CaO |
CaO+MgO |
燒失量（%） |
Al2O3/SiO2 |
進(jìn)廠塊度（mm） |
燒失率 |
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第二砂輪廠 |
≥85 |
<5 |
<5 |
3.5~6.5 |
<0.4 |
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<0.5 |
≥15 |
<250 |
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第四砂輪廠 |
≥80 |
<6 |
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<5.5 |
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<1.2 |
<1 |
≥12 |
20~300 |
<4 |
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備注：1.一水硬鋁石型鋁土礦；2.熟料；3.供礦品位 |
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作高鋁水泥原料的鋁土礦石必須：Fe2O3＜2.5%,TiO2＜3.5%,R2O(一價(jià)金屬氧化物)＜1.0%,MgO＜1.0%。下表是幾個(gè)水泥廠具體的質(zhì)量要求。
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作高鋁水泥原料的鋁土礦石質(zhì)量要求 |
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工廠 |
Al2O3 |
SiO2 |
Fe2O3 |
TiO2（%） |
Al2O3/SiO2 |
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鄭州水泥廠 |
>72 |
<6 |
<2 |
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>7 |
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浙江肖山煉鐵廠 |
>70 |
<6 |
<1.5 |
<4 |
>7 |
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備注：1.一水硬鋁石型鋁土礦；2.生料；3.供礦品位 |
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作耐火材料用鋁土礦的技術(shù)要求，本章不予討論，請(qǐng)參閱第三卷《非金屬礦產(chǎn)》耐火粘土一章。
