“中國(guó)海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2013年中國(guó)進(jìn)口鋁土礦總量7007萬噸，同比增長(zhǎng)78.7%，迅猛增長(zhǎng)。”

　　“務(wù)正道地區(qū)鋁土礦整裝勘查完美收官。經(jīng)過3年的工作，技術(shù)人員在勘查區(qū)內(nèi)共求獲鋁土礦資源總量7億噸?！?/P>

　　“經(jīng)過3年的奮戰(zhàn)，河南省地勘單位提交中型及以上規(guī)模的鋁土礦預(yù)查、普查、詳查項(xiàng)目17個(gè)，共提交鋁土礦資源31250.3萬噸?！?/P>

　　無論是鋁土礦進(jìn)口量的增加，還是國(guó)內(nèi)鋁土礦勘查的捷報(bào)頻傳，無一不向我們?cè)忈屩覈?guó)對(duì)鋁土礦需求的旺盛程度。

　　鋁土礦實(shí)際上是指工業(yè)上能利用的，以三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石為主要礦物所組成的礦石的統(tǒng)稱。鋁土礦的應(yīng)用領(lǐng)域有金屬和非金屬兩個(gè)方面，它是生產(chǎn)金屬鋁的最佳原料。鋁廣泛應(yīng)用于建筑、包裝、交通、電力、航空等領(lǐng)域，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)不可缺少的重要基礎(chǔ)原材料。

　　鋁工業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋁土礦的需求量很大。我國(guó)鋁土礦資源相對(duì)比較豐富。資料顯示，截至2008年底，全國(guó)查明鋁土礦產(chǎn)地425處，保有資源儲(chǔ)量為32.23億噸，主要集中在山西、廣西、貴州和河南。

　　鋁土礦是可用盡且不可再生的寶貴資源，尤其是近年來隨著氧化鋁生產(chǎn)的高速發(fā)展，我國(guó)鋁土礦資源日趨匱乏。因此，在保障鋁工業(yè)健康發(fā)展的前提下，加強(qiáng)對(duì)提我國(guó)鋁土礦資源利用率的研究，顯得尤為重要。

　　本期，請(qǐng)隨《點(diǎn)石成“鋁”》《山西鋁土礦的自畫像》兩篇科普文章，從另一個(gè)角度來認(rèn)識(shí)這個(gè)我們生產(chǎn)生活離不開的礦種——鋁土礦。

　　拿破侖三世生活在距今約200年前的法國(guó)。作為歷史上有名的狂人，他非常喜歡大宴群臣。在每次宴會(huì)上大家發(fā)現(xiàn)，眾位賓客使用的銀碗都閃閃發(fā)亮耀眼奪目，而惟獨(dú)拿破侖使用的餐具卻暗淡無光相形失色。這是為什么呢？原來在當(dāng)時(shí)，金銀的冶煉技術(shù)已經(jīng)非常成熟，而鋁只能由極少量高品位的鋁礬土煉制而成，代價(jià)非常大。物以稀為貴，鋁的價(jià)值就遠(yuǎn)勝于金銀。拿破侖為了顯示自己的尊貴地位，便使用鋁制餐具。而現(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋁制品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生活各個(gè)方面，那么鋁是怎么得到的呢？

　　千錘萬鑿出深山

　　世界上大約有95%以上的鋁都是從鋁土礦中得來的。在距今約3.5億年~2.5億年前的“石炭紀(jì)”和“二疊紀(jì)”時(shí)期，經(jīng)過化學(xué)沉積、石灰?guī)r的風(fēng)化以及幾億年的地質(zhì)作用，鋁土礦就在地表堆積起來，形成可供人類使用的礦石。這些礦石主要分為一水硬鋁石、一水軟鋁石以及三水鋁石。

　　鋁土礦的開采主要有露天開采和地下開采兩種方式。當(dāng)?shù)V體掩埋較淺時(shí)，我們剝離上層巖土，形成露天礦，直接運(yùn)用大型機(jī)械進(jìn)行露天開采，開采量大而且較為安全；而當(dāng)?shù)V體掩埋較深時(shí)，我們通過挖掘坑道到達(dá)礦體，進(jìn)行地下開采，作業(yè)地方狹小且有一定的危險(xiǎn)性。我國(guó)鋁土礦的開采大部分使用的是露天開采方式。隨著“神舟十號(hào)”的飛天以及“蛟龍?zhí)枴钡娜牒＃瑢砣祟惪赡軙?huì)在遙遠(yuǎn)的太空以及靜謐的深海開采礦石，這就需要我們幾代科研工作者的不懈努力。

　　近幾年，我國(guó)鋁土礦資源大量消耗，高品位鋁土礦瀕臨匱乏，對(duì)付剩下來的低品位鋁土礦，就只能在選礦上做文章。因此，采礦工程師們把這些沉睡了幾億年的礦石從地下辛苦開采出來之后，要先送到選礦廠，取其精華，去棄糟粕，選出符合冶煉廠“胃口”的精礦。
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　　千淘萬漉雖辛苦

　　最早，人們通過淘盤在河水中進(jìn)行淘洗就能得到一定量的金屬，正所謂“大浪淘沙始見金”。而現(xiàn)在，隨著礦石的貧化，利用各種物理化學(xué)的方法進(jìn)行分選已經(jīng)成為選礦的主要方法。鋁土礦選礦的第一步是磨礦，磨礦就是讓有用礦物與脈石礦物解離，讓礦石的粒度達(dá)到一個(gè)合適的范圍，若粒度太大，則目的礦物與脈石礦物就不能解離，若粒度太小，則容易產(chǎn)生細(xì)泥。因此，我們?cè)谀サV過程中必須小心翼翼。

　　但由于我國(guó)鋁土礦的粒度越來越細(xì)，泥化問題還是會(huì)存在的。這些細(xì)泥會(huì)惡化浮選環(huán)境，降低浮選的效率。那么，細(xì)粒為什么會(huì)有這么大的危害呢？

　　我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常會(huì)出現(xiàn)這樣的問題：無論怎樣保持清潔衛(wèi)生，書桌上總是會(huì)沾染灰塵。你不用自責(zé)，這都是“吸附”搞的鬼。由于灰塵顆粒的粒度很小，所以表面能很大，自身極不穩(wěn)定，總是在空中飄來飄去。所以它急切地想吸附在其他物體表面來降低自己的表面能，從而使自己更加穩(wěn)定。礦泥也是如此，由于礦泥的粒度很小，所以它經(jīng)?！安患偎妓鳌钡匚礁鞣N藥劑，造成藥劑消耗量加大。另外，礦泥也容易吸附到較大顆粒的表面，形成覆蓋，對(duì)大顆粒表面的藥劑吸附性能造成影響。因此，在磨礦之后我們要對(duì)礦粒進(jìn)行清洗，把細(xì)泥洗去，留下的礦粒則進(jìn)入浮選環(huán)節(jié)。

　　浮選，也就是讓鋁土礦從礦漿中浮起來，而硅酸鹽等脈石礦物留在礦漿中，這樣就可以把鋁和硅分離開來。讀到這里，大家可能會(huì)感到奇怪：礦石的密度要比水大，為什么鋁土礦能從水中浮出來呢？

　　原來，選礦工程師們?cè)谒屑尤肓艘环N特殊的藥劑，并通入空氣使得礦粒粘附在氣泡上并隨之浮出水面，這種特殊的藥劑就是表面活性劑。其實(shí)，我們每天都要和表面活性劑打交道。例如，洗手液就是一種表面活性劑，這種表面活性劑的一端是親油的，而另一端是親水的，當(dāng)我們洗手時(shí)，洗手液中表面活性劑的親油端就吸附在我們手上的油性污物上，而另一端吸附在水分子上，這樣油性污物就能跟隨表面活性劑脫離皮膚進(jìn)入水中，我們的手就洗干凈了。

　　同理，在浮選當(dāng)中，工程師們加入的捕收劑，一端親礦物而另一端是疏水。當(dāng)藥劑加入水中并通入空氣時(shí)，親礦物的一端就吸附在鋁土礦的礦粒上，而疏水的一端就吸附在氣泡上，這樣就使得礦粒吸附在了氣泡上，并隨著氣泡浮出水面。值得注意的是，選礦工程師所加入的藥劑是經(jīng)過分析篩選的，其親礦端并不是吸附在所有的礦粒上，而是選擇性地只吸附到目的礦物表面，從而使得目的礦物與其他礦物分離。選礦藥劑就像一個(gè)好的寶物鑒定專家，它總是能在紛繁復(fù)雜的環(huán)境中鑒定出礦物的真實(shí)價(jià)值，把真金白銀拿走而把破銅爛鐵剔除。它的來源廣泛，一般都是由石油制品合成，我們所熟知的地溝油也可以成為藥劑合成的原料。

　　精礦就是選礦藝術(shù)的結(jié)晶，我們把它濃縮過濾烘干之后送到冶煉廠進(jìn)行冶煉。但大家千萬不要忽視了，尾礦也可以為水泥工業(yè)提供原材料，這樣就可以達(dá)到資源的綜合利用。

　　烈火焚燒若等閑

　　選礦得到的鋁土礦精礦不能直接用來生產(chǎn)鋁錠，而是要先冶煉成氧化鋁，大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)氧化鋁主要是用堿（通常是NaOH或NaCO3）在高溫中溶解精礦中的氧化鋁，生成鋁酸鈉溶液，礦石中的硅和鐵等雜質(zhì)則成為不溶解的化合物。將這些不溶解的堿渣與溶液過濾分離，就能得到純凈的鋁酸鈉溶液，再在鋁酸鈉溶液中析出氧化鋁，之后經(jīng)過電解生成鋁錠。就這樣，通過采礦、選礦和冶煉三個(gè)步驟，就實(shí)現(xiàn)了“石”來運(yùn)轉(zhuǎn)、點(diǎn)石成“鋁”。

　　鋁是地殼中分布最廣泛的元素之一，也是人類用量最大的金屬之一，其本身具有廣泛的用途，是建筑、交通運(yùn)輸、包裝、電器、飛機(jī)制造和機(jī)械加工等行業(yè)不可或缺的原材料，是僅次于鋼鐵的第二重要金屬，對(duì)人類發(fā)展貢獻(xiàn)巨大。今后如何更加高效地利用地球上的鋁資源，用更小的代價(jià)生產(chǎn)出更多的鋁產(chǎn)品，還要靠科研工作者們的努力奮斗。