“神舟十號(hào)”載人航天飛船已于2013年6月11日?qǐng)A滿完成發(fā)射任務(wù)，三名航天員也順利訪問了“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器。這些精細(xì)工作的完成需要工作人員的緊密配合，當(dāng)然也需要更完美的材料來保證飛船和運(yùn)載火箭安全得“堅(jiān)不可摧”。據(jù)報(bào)道，航天飛船船體和火箭殼體采用了大量的高強(qiáng)、高韌、耐腐蝕以及超塑性的鋁合金材料，火箭的點(diǎn)火裝置也采用了多種鋁合金線材�？梢哉f是鋁合金材料的成功運(yùn)用才打造了“神十”發(fā)射的基本骨架。
高端的航天科技似乎離我們還很遙遠(yuǎn)，那讓我們回到社會(huì)生活中吧。我們經(jīng)常乘坐的汽車、飛機(jī)、火車、輪船等交通工具都要用到鋁合金材料；自己家里的門窗、防盜網(wǎng)等也離不開它的參與；更有人使用鋁制餐具，不過據(jù)說經(jīng)常使用會(huì)增加患老年癡呆癥的概率。所以，任何事物都有兩面性，需要我們持續(xù)研究，合理的加以運(yùn)用。
我們知道的絕大多數(shù)的鋁材都是鋁合金的形式。鋁合金作為輕合金的一種，因其具備良好的導(dǎo)熱、易成形、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，使它已經(jīng)在航空航天、交通運(yùn)輸、輕工建材、通訊電子等多個(gè)部門獲得了非常廣泛的應(yīng)用。我們要得到這些材料，首先就要有足夠的鋁金屬，而鋁金屬的得到則主要需要鋁土礦來貢獻(xiàn)自己的生命了。真的算是犧牲了平凡的自己，成就了他人的“輝煌”�，F(xiàn)在，就讓我們走進(jìn)這無私的鋁土礦世界。
鋁土礦是最主要的含鋁元素的礦石之一。而鋁是地殼中分布最廣泛的元素之一，其平均含量為8.8%，僅次于氧和硅居第三位。就金屬元素而言，鋁則居第一位。鋁在自然界中多以氧化物、氫氧化物和含氧的鋁硅酸鹽礦物存在，極少發(fā)現(xiàn)鋁的自然金屬。自然界中已知的含鋁礦物就有258種，其中比較常見的礦物約43種，最重要的含鋁礦石有鋁土礦、明礬石和霞石等。生產(chǎn)中用于提煉金屬鋁的主要是由一水硬鋁石、一水軟鋁石和三水鋁石組成的鋁土礦。
鋁土礦的發(fā)現(xiàn)(1821年)早于鋁元素（1825年），其主要的化學(xué)成分為Al2O3、SiO2和H2O，雜質(zhì)成分主要是高嶺石、赤鐵礦等。鋁土礦礦石用途多樣，其中比較重要的應(yīng)用是用做耐火材料、研磨材料以及作為高鋁水泥原料，而最重要的當(dāng)然就是用鋁土礦來提煉金屬鋁。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)電解得到金屬鋁。
鋁土礦中鋁氧化物含量與其他雜質(zhì)成分的比值愈高就說明該礦的質(zhì)量愈好。根據(jù)世界各地的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量比較好的礦石一般采用“拜耳法”進(jìn)行冶煉；質(zhì)量差的則要選擇“燒結(jié)法”；居中部分就用“聯(lián)合法”。由于我國鋁土礦資源的質(zhì)量比較差，因此主要采用的是燒結(jié)法來處理。燒結(jié)法的大致過程是將鋁土礦與一定量的蘇打、石灰等配成爐料，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫?zé)Y(jié)使含鋁部分都變成易溶的鋁酸鈉，雜質(zhì)部分則生成不溶物或易水解的產(chǎn)物；隨后用稀堿液溶浸窯內(nèi)產(chǎn)物，使鋁酸鈉進(jìn)入到溶液中而與雜質(zhì)分離；向溶液中通入二氧化碳使鋁酸鈉變成氫氧化鋁結(jié)晶析出，繼續(xù)焙燒結(jié)晶物即得到氧化鋁產(chǎn)物；將氧化鋁和冰晶石等混合放入電解槽內(nèi)，經(jīng)電解即可得到鋁金屬。
隨著現(xiàn)代工藝的進(jìn)步，我們又嘗試采用了將拜耳法與燒結(jié)法組合起來同時(shí)使用的聯(lián)合法。聯(lián)合后，可以互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。那些經(jīng)過預(yù)先選礦富集了的鋁土礦，硅的含量較低，考慮以“拜耳法”工藝來處理：在高溫條件下用氫氧化鈉溶液溶出鋁土礦，使其中氧化鋁溶出得到鋁酸鈉溶液，鐵、硅等雜質(zhì)則進(jìn)入殘?jiān)�；分離后再往鋁酸鈉溶液中添加晶種，在不斷攪拌降溫的條件下進(jìn)行分解從而析出氫氧化鋁；氫氧化鋁經(jīng)鍛燒后便得到氧化鋁的產(chǎn)品，同樣經(jīng)過電解就能得到金屬鋁。相對(duì)的，以燒結(jié)法處理硅含量較高的那部分鋁土礦。這樣，多工藝串聯(lián)運(yùn)用使鋁土礦資源利用率大大增加，工藝流程也更加完善。
鋁土礦經(jīng)過上述不同工藝處理后，就可以完成由“其貌不揚(yáng)”的石頭到“高富帥”多用途鋁金屬的大變身。
我國鋁土礦資源還是比較豐富的，主要分布在山西、貴州、河南和廣西四個(gè)省區(qū)。大、中型礦床在規(guī)模上就占了86%，明顯多于小型礦床。另外，我國鋁土礦資源也存在一些缺點(diǎn)：礦石質(zhì)量比較差，后續(xù)加工過程困難、消耗能源大的一水硬鋁石型礦石占了全國總儲(chǔ)量的98%以上；同時(shí)，適合露天開采的鋁土礦礦床不多，據(jù)統(tǒng)計(jì)只有總儲(chǔ)量的34%，開采難度頗大。
眾所周知，我國是人口大國，也是最大的發(fā)展中國家。近年來政府主導(dǎo)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程使鋁材的需求量大大增加，呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢(shì)。建筑、交通運(yùn)輸、基礎(chǔ)設(shè)施及電力幾乎就占了鋁消費(fèi)總量的一半以上。但在鋁材產(chǎn)量上，僅2012年全世界金屬鋁產(chǎn)量就已經(jīng)達(dá)到了4260萬噸，有關(guān)人士指出2013年上半年的月平均產(chǎn)量更有望達(dá)到201萬噸。就這幾個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，名副其實(shí)的讓金屬鋁成為需求量?jī)H次于鋼鐵的第二重要金屬。但是，隨之而來的就是產(chǎn)能過剩，這也是近兩年全球鋁業(yè)面臨的共同問題。在CRU世界鋁業(yè)大會(huì)上，我國就宣布將進(jìn)一步在2015年減少200萬噸的年產(chǎn)能。面臨如此現(xiàn)實(shí)的問題，資源的合理配置、技術(shù)上的革新、工藝上的改進(jìn)等就顯得格外重要了。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，鋁制品作為核心材料被應(yīng)用到航空航天和軍事工業(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。材料加工成型的技術(shù)開發(fā)也成了鋁行業(yè)快速發(fā)展的助推器。
今后，在我們身邊，更多品質(zhì)優(yōu)良的新型鋁材將會(huì)被運(yùn)用，隨之帶動(dòng)著我國各項(xiàng)技術(shù)的突破和革新。鋁土礦，正以它的平凡創(chuàng)造著奇跡；鋁材，將放下他的身段改變我們的生活。這將為鋁產(chǎn)業(yè)開拓一片美好的前景。
高端的航天科技似乎離我們還很遙遠(yuǎn)，那讓我們回到社會(huì)生活中吧。我們經(jīng)常乘坐的汽車、飛機(jī)、火車、輪船等交通工具都要用到鋁合金材料；自己家里的門窗、防盜網(wǎng)等也離不開它的參與；更有人使用鋁制餐具，不過據(jù)說經(jīng)常使用會(huì)增加患老年癡呆癥的概率。所以，任何事物都有兩面性，需要我們持續(xù)研究，合理的加以運(yùn)用。
我們知道的絕大多數(shù)的鋁材都是鋁合金的形式。鋁合金作為輕合金的一種，因其具備良好的導(dǎo)熱、易成形、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，使它已經(jīng)在航空航天、交通運(yùn)輸、輕工建材、通訊電子等多個(gè)部門獲得了非常廣泛的應(yīng)用。我們要得到這些材料，首先就要有足夠的鋁金屬，而鋁金屬的得到則主要需要鋁土礦來貢獻(xiàn)自己的生命了。真的算是犧牲了平凡的自己，成就了他人的“輝煌”�，F(xiàn)在，就讓我們走進(jìn)這無私的鋁土礦世界。
鋁土礦是最主要的含鋁元素的礦石之一。而鋁是地殼中分布最廣泛的元素之一，其平均含量為8.8%，僅次于氧和硅居第三位。就金屬元素而言，鋁則居第一位。鋁在自然界中多以氧化物、氫氧化物和含氧的鋁硅酸鹽礦物存在，極少發(fā)現(xiàn)鋁的自然金屬。自然界中已知的含鋁礦物就有258種，其中比較常見的礦物約43種，最重要的含鋁礦石有鋁土礦、明礬石和霞石等。生產(chǎn)中用于提煉金屬鋁的主要是由一水硬鋁石、一水軟鋁石和三水鋁石組成的鋁土礦。
鋁土礦的發(fā)現(xiàn)(1821年)早于鋁元素（1825年），其主要的化學(xué)成分為Al2O3、SiO2和H2O，雜質(zhì)成分主要是高嶺石、赤鐵礦等。鋁土礦礦石用途多樣，其中比較重要的應(yīng)用是用做耐火材料、研磨材料以及作為高鋁水泥原料，而最重要的當(dāng)然就是用鋁土礦來提煉金屬鋁。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)電解得到金屬鋁。
鋁土礦中鋁氧化物含量與其他雜質(zhì)成分的比值愈高就說明該礦的質(zhì)量愈好。根據(jù)世界各地的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量比較好的礦石一般采用“拜耳法”進(jìn)行冶煉；質(zhì)量差的則要選擇“燒結(jié)法”；居中部分就用“聯(lián)合法”。由于我國鋁土礦資源的質(zhì)量比較差，因此主要采用的是燒結(jié)法來處理。燒結(jié)法的大致過程是將鋁土礦與一定量的蘇打、石灰等配成爐料，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫?zé)Y(jié)使含鋁部分都變成易溶的鋁酸鈉，雜質(zhì)部分則生成不溶物或易水解的產(chǎn)物；隨后用稀堿液溶浸窯內(nèi)產(chǎn)物，使鋁酸鈉進(jìn)入到溶液中而與雜質(zhì)分離；向溶液中通入二氧化碳使鋁酸鈉變成氫氧化鋁結(jié)晶析出，繼續(xù)焙燒結(jié)晶物即得到氧化鋁產(chǎn)物；將氧化鋁和冰晶石等混合放入電解槽內(nèi)，經(jīng)電解即可得到鋁金屬。
隨著現(xiàn)代工藝的進(jìn)步，我們又嘗試采用了將拜耳法與燒結(jié)法組合起來同時(shí)使用的聯(lián)合法。聯(lián)合后，可以互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。那些經(jīng)過預(yù)先選礦富集了的鋁土礦，硅的含量較低，考慮以“拜耳法”工藝來處理：在高溫條件下用氫氧化鈉溶液溶出鋁土礦，使其中氧化鋁溶出得到鋁酸鈉溶液，鐵、硅等雜質(zhì)則進(jìn)入殘?jiān)�；分離后再往鋁酸鈉溶液中添加晶種，在不斷攪拌降溫的條件下進(jìn)行分解從而析出氫氧化鋁；氫氧化鋁經(jīng)鍛燒后便得到氧化鋁的產(chǎn)品，同樣經(jīng)過電解就能得到金屬鋁。相對(duì)的，以燒結(jié)法處理硅含量較高的那部分鋁土礦。這樣，多工藝串聯(lián)運(yùn)用使鋁土礦資源利用率大大增加，工藝流程也更加完善。
鋁土礦經(jīng)過上述不同工藝處理后，就可以完成由“其貌不揚(yáng)”的石頭到“高富帥”多用途鋁金屬的大變身。
我國鋁土礦資源還是比較豐富的，主要分布在山西、貴州、河南和廣西四個(gè)省區(qū)。大、中型礦床在規(guī)模上就占了86%，明顯多于小型礦床。另外，我國鋁土礦資源也存在一些缺點(diǎn)：礦石質(zhì)量比較差，后續(xù)加工過程困難、消耗能源大的一水硬鋁石型礦石占了全國總儲(chǔ)量的98%以上；同時(shí)，適合露天開采的鋁土礦礦床不多，據(jù)統(tǒng)計(jì)只有總儲(chǔ)量的34%，開采難度頗大。
眾所周知，我國是人口大國，也是最大的發(fā)展中國家。近年來政府主導(dǎo)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程使鋁材的需求量大大增加，呈現(xiàn)逐年增加的態(tài)勢(shì)。建筑、交通運(yùn)輸、基礎(chǔ)設(shè)施及電力幾乎就占了鋁消費(fèi)總量的一半以上。但在鋁材產(chǎn)量上，僅2012年全世界金屬鋁產(chǎn)量就已經(jīng)達(dá)到了4260萬噸，有關(guān)人士指出2013年上半年的月平均產(chǎn)量更有望達(dá)到201萬噸。就這幾個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，名副其實(shí)的讓金屬鋁成為需求量?jī)H次于鋼鐵的第二重要金屬。但是，隨之而來的就是產(chǎn)能過剩，這也是近兩年全球鋁業(yè)面臨的共同問題。在CRU世界鋁業(yè)大會(huì)上，我國就宣布將進(jìn)一步在2015年減少200萬噸的年產(chǎn)能。面臨如此現(xiàn)實(shí)的問題，資源的合理配置、技術(shù)上的革新、工藝上的改進(jìn)等就顯得格外重要了。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，鋁制品作為核心材料被應(yīng)用到航空航天和軍事工業(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。材料加工成型的技術(shù)開發(fā)也成了鋁行業(yè)快速發(fā)展的助推器。
今后，在我們身邊，更多品質(zhì)優(yōu)良的新型鋁材將會(huì)被運(yùn)用，隨之帶動(dòng)著我國各項(xiàng)技術(shù)的突破和革新。鋁土礦，正以它的平凡創(chuàng)造著奇跡；鋁材，將放下他的身段改變我們的生活。這將為鋁產(chǎn)業(yè)開拓一片美好的前景。
