铝：元素，矿业，用途，开采

铝是地壳中含量最丰富的金属元素。铝土矿是铝的主要来源，含有铝矿物三水铝石、勃姆石和水铝石。铝在美国用于包装、运输和建筑。因为它是矿物的混合物，所以铝土矿本身是岩石，而不是矿物。铝土矿呈红棕色、白色、棕褐色和棕黄色。它的光泽从暗淡到土状，看起来像粘土或泥土。

类型
元素（矿物/矿石）

矿物分类
氧化物

化学式
Al(OH)3（三水铝石）、γ-AlO(OH)（勃姆石）、α-AlO(OH)（水铝石）

条纹
白色（勃姆石）

莫氏硬度
6.5-7（水铝石），3.5（勃姆石）

晶系
斜方晶系

颜色
白色、无色、浅灰褐色；不纯时呈黄色或红色。铝土矿矿石呈红棕色、白色、棕褐色和棕黄色。

光泽
玻璃质、珍珠质、金刚石

断裂
贝壳状（流散），不均匀（勃姆石）

与矿业的关系
由于金属铝与水和空气反应生成粉状氧化物和氢氧化物，因此在自然界中从未发现过金属铝。许多常见的矿物，包括长石，都含有铝，但从大多数矿物中提取金属是非常耗能且昂贵的。因此，铝土矿是世界铝的主要来源，它提供了 99% 的金属铝。也用于合成刚玉的生产。由于铝的熔点高，它被用于耐火材料——耐热材料。

铝土矿是含有水合氧化铝的类似矿物混合物的名称。这些矿物是三水铝石、水铝石和勃姆石。当含铝岩石（即矿物长石含量高的岩石）中的二氧化硅被冲走（浸出）时，就会形成铝土矿。这种风化过程发生在热带和亚热带风化气候中。这意味着许多目前处于热带气候或曾经是热带气候的国家拥有最大的铝土矿储量，例如巴西、牙买加、几内亚和澳大利亚。

有朝一日，铝的替代来源可能包括高岭土、油页岩、斜长岩矿物，甚至煤废料。然而，只要铝土矿储量仍然丰富且生产成本较低，将这些替代来源加工成氧化铝或金属铝的技术就可能不会超出实验阶段。

地表铝土矿开采
全世界约 85%–90% 的铝土矿开采涉及露天开采方法，主要在中国、东欧和南欧以及俄罗斯。在露天矿作业中，铝土矿通常是从覆盖层下通常厚 4-6 米的地层中提取的，覆盖层可能厚达 10 米，覆盖着一层薄薄的表土及其相关植被。在一些非冶金矿区，覆盖层厚度可达70m以上。

露天铝土矿开采作业可能会使用反铲、斗轮挖掘机、推土机、拉铲、电铲和铲运机来剥离矿石上的覆盖层。此外，拉铲、前端装载机和电铲通常用于挖掘和装载原矿。通常装载到运输卡车上，或直接装载到轨道车或输送机系统上，以便运输到铝土矿加工设施或库存。

地下铝土矿开采
根据铝土矿的性质，地下作业通常使用一系列基本的标准地下采矿技术，其中包括块体崩落与收缩回采、分段回采、顶部切片、长壁和房间和-支柱方法。过多的水流入是大多数这些矿山的一个严重问题，特别是在岩溶地下水位以下开发的矿井中。在这些情况下，通常会钻排水井以降低矿区的活动水位。

用途
全球开采的所有铝土矿中约有 85% 用于生产氧化铝，以提炼成金属铝。另有 10% 生产用于化学、磨料和耐火产品的氧化铝。其余 5% 的铝土矿用于制造磨料、耐火材料和铝化合物。

铝的轻质性、强度和耐腐蚀性是其应用中的重要考虑因素。金属铝用于运输、饮料罐等包装、建筑施工、电气应用和其他产品。铝是地球表面第三丰富的元素，显然对动植物无害。