铝土矿作为铝产业链的起点，对下游产业成本安全与“双碳”目标实现意义重大，我国铝土矿资源具有独特的“高铝、高硅、低铁、低硫”特征，面对国内资源禀赋不足与未来需求持续增长的双重挑战。在铝土矿开发方向，鑫海可提供专业的铝土矿采选技术与装备整体解决方案，助力客户提升铝硅比与资源回收率，优化运营成本，为保障国家铝资源安全、推动产业链高质量发展提供坚实支撑。
铝土矿作为铝产业链的起点，具有重要的经济与战略开发价值。从经济上看，其稳定供应直接关系到下游电解铝等产业的成本与安全，我国每年相关铝土矿需求已超1亿吨。在战略层面，铝作为轻量化金属，是推动新能源汽车、轨道交通等高端制造领域节能降碳的关键材料，助力实现“双碳”目标。我国铝土矿资源具有独特的“高铝、高硅、低铁、低硫”特征，以一水硬铝石型为主，面对国内资源禀赋不足与未来需求持续增长的双重挑战，推进深部开采和低品位矿高效利用技术，已成为保障资源安全和促进行业升级的核心方向，技术领先的企业将在未来竞争中占据优势。本文将围绕铝土矿采矿及选矿两大方面展开介绍。
铝土矿硬度大、密度适中，其化学成分以Al₂O₃和SiO₂为主，两者含量之和占矿石总量的60%-80%，铝土矿的矿物组成直接决定其选矿难度。我国一水硬铝石型铝土矿的矿物组成可分为三类：
铝矿物：以一水硬铝石为主导，占矿物总量的40%-60%，晶体呈片状、柱状，常与含硅矿物共生；少量一水软铝石，仅在部分贵州铝土矿中存在，含量通常＜5%，其溶出活性略高于一水硬铝石。
含硅矿物：是影响铝土矿品质的杂质，主要包括高岭石、伊利石、石英等，其中高岭石与一水硬铝石的嵌布关系密切（多呈细粒包裹或连生），是选矿脱硅的主要目标矿物。
其他杂质矿物：包括赤铁矿、钛铁矿、菱铁矿等含铁矿物，以及微量的硫化物、碳酸盐矿物，这类矿物对氧化铝生产影响较小，部分可通过磁选去除。
我国铝土矿矿床多为沉积型隐伏矿床，埋藏深度普遍在100-500米，且地表多为农田、林地，因此地下开采是主体方法，仅少数浅部矿床会采用露天开采。
通常，铝土矿地下开采的要点是“开拓系统选择”，需根据矿床埋深、矿体厚度及形态选择合适的开拓方式，如竖井开拓、斜井开拓、联合开拓等。
竖井开拓：竖井开拓以垂直井筒为核心运输通道，适用于埋藏深度＞300米、矿体厚度＞5米的矿床，通过开凿直径5-7米的竖井（深度300-600米），配备提升机实现人员、设备与矿石的运输。竖井作业需避开断层破碎带、高水压地层，井筒穿过岩层以完整砂岩、泥岩为主，岩石坚固性系数f值≥6。
斜井开拓：以倾斜井筒为运输通道，具有建设周期短、成本低等优势。适用于埋藏深度100-300米、矿体沿倾斜方向延伸较长（＞500 米）的矿床，斜井坡度15°-25°，断面4m×3m，通过皮带输送机或矿车运输矿石，建设成本比竖井低30%-40%，但运输效率较低，适合中小型矿山。对于地表地形要求，需与矿体倾角相近±5°，可减少井筒开挖量。开发方式可采用台阶式掘进法，炮孔深度2.5-3米，循环进尺2-2.5米；井筒两侧需设置躲避硐室，供人员躲避矿车或胶带输送机故障。
联合开拓：通过竖井+斜井的组合形式，兼顾不同埋藏深度、不同形态矿体的开发需求，如浅部矿体通过斜井开采，深部矿体通过竖井开采。适于浅部（100-300米）矿体沿倾斜延伸长+深部（＞300米）矿体厚大的复杂型铝土矿，或矿体倾角变化大（浅部15°-25°、深部＞60°）的矿床，可实现资源的全深度、高效回收。联合开采通常采用先浅后深、同步施工的策略方案，先开挖斜井，实现浅部矿体快速投产；同时开展竖井前期勘察与设计，待浅部投产后再启动竖井施工，平衡投资压力与开发进度；联络巷施工需采用超前支护，穿越断层破碎带时需注浆加固。
铝土矿地下开采设备需适应高硬度、深部、低品位的开采环境，主要应用的设备包括：穿孔设备、爆破设备、装载设备、运输设备及支护设备等。
穿孔设备：采用潜孔钻机或牙轮钻机，在矿体中钻凿爆破孔，孔网参数5m×5m-8m×8m，其中潜孔钻机适用于硬度较高的铝土矿，穿孔效率达15-20m/h。
爆破设备：常采用乳化炸药，其抗水性能好，适应井下潮湿环境，通过毫秒延期雷管实现分段爆破，控制矿石块度，爆破后矿石回收率达85%-90%。
装载设备：主要为地下铲运机，适用于狭窄井下空间，铲装效率达30-50d/h，部分大型矿山采用遥控铲运机，减少人员井下作业风险。
运输设备：井下采用矿用卡车或皮带输送机，地面采用重型自卸车运输至选厂，运输过程中需做好防尘措施，符合环保要求。
支护设备：深部开采需加强巷道支护，采用锚杆、锚索与喷射混凝土组合支护，确保巷道稳定性。
铝土矿选矿的主要目的是通过选矿手段去除矿石中的含硅矿物，以此来提升铝硅比（A/S）。通常拜耳法生产氧化铝需铝土矿铝硅比（A/S）≥7，若A/S＜5会大幅增加碱耗、降低回收率，且我国70%以上铝土矿为A/S=2~5的低品位矿，脱硅可将其转化为合格原料；脱硅需满足SiO₂去除率≥60%、Al₂O₃回收率≥85%、吨矿成本＜100元的要求。而要实现高效脱硅，需依托适配的铝土矿选矿方法，常见的主要有以下几类：
浮选脱硅是基于铝矿物与含硅矿物的表面疏水性差异，通过添加药剂使含硅矿物附着于气泡表面被去除，适用于嵌布粒度较细、含硅矿物以高岭石为主的铝土矿。浮选时，用碳酸钠调节pH=9~11的碱性矿浆中，用脂肪酸类捕收剂选择性吸附于高岭石表面，使其疏水性增强，再通过起泡剂产生稳定气泡，含硅矿物随气泡上浮成为尾矿，一水硬铝石留在槽底成为精矿。
浮选选别铝土矿，其工艺成熟、处理量大、铝回收率可达85%~90%以上。局限是药剂用量大、对含硅矿物类型敏感、矿泥会消耗药剂，需提前脱泥。
化学法脱硅是通过化学反应使含硅矿物分解或溶解，适于嵌布粒度非常细（-0.045mm占 90%以上）、含硅矿物与铝矿物紧密连生的难选铝土矿，尤其能有效去除石英等物理选矿难以分离的硅矿物，是制备高铝硅比精矿（A/S≥10）的主要技术。化学脱硅主要有焙烧-氢氧化钠溶出法、氢氧化钠直接溶出-分选法两种。
焙烧-氢氧化钠溶出法：将铝土矿在700-800℃下焙烧2-3小时，使高岭石分解为活性更高的偏高岭石；随后加入 20%-30%浓度的氢氧化钠溶液，在120-150℃、0.3-0.5MPa条件下搅拌溶出，硅矿物与碱反应生成可溶性的硅酸钠；最终通过过滤分离硅酸钠溶液与铝矿物，得到高纯度一水硬铝石精矿。
氢氧化钠直接溶出-分选法：无需焙烧预处理，直接将原矿磨细至- 0.074mm占95%，加入30%-35%浓度的氢氧化钠溶液，在180-200℃、1.0-1.2MPa高压反应釜中溶出；通过控制反应时间，使硅矿物优先溶解，铝矿物在该条件下溶解率＜5%；溶出后通过离心分离，沉渣即为铝精矿，上清液经蒸发回收硅酸钠。该方法流程较短，但对设备耐腐蚀性要求高，投资成本比焙烧法高20%-30%，适用于硅含量＞18%的高硅铝土矿。
生物法脱硅是利用微生物的代谢产物与硅酸盐矿物发生生化反应，生成可溶性物质，实现硅矿物与铝矿物的分离，具有能耗低、无污染的特点。常用微生物流程：硅酸盐细菌、真菌。其中硅酸盐细菌可分泌有机酸，通过螯合作用破坏硅矿物晶体结构；真菌（黑曲霉）代谢产生的葡萄糖酸能与硅矿物中的铝、铁离子形成络合物，加速硅矿物溶解。其流程：将微生物接种至含矿浆的发酵罐，通入空气曝气培养，微生物繁殖并产生代谢产物；反应5-7天后，硅矿物溶解率达40%-60%，通过沉淀分离去除含硅溶液，得到铝精矿。
铝土矿选矿工艺流程需根据矿石特性与脱硅技术选择，形成预处理-磨矿-选矿-脱水的闭环，典型流程分为浮选脱硅流程、化学脱硅流程与联合流程三类：
破碎：将原矿经破碎机进行粗碎、中碎和细碎作业。采用颚式破碎机粗碎至＜100mm、圆锥破碎机中碎至＜20mm、反击式破碎机细碎至＜5mm，确保后续磨矿效率。
脱泥：细碎后的矿石进入水力旋流器，在定量压力下进行脱泥，去除＜0.01mm的矿泥。其中矿泥含铝量低，直接作为尾矿排放，而沉砂进入磨矿工序。
磨矿分级阶段是实现矿物单体解离的主要环节，采用球磨机+水力旋流器构成闭路磨矿系统，磨矿浓度可控制在75%-80%范围，磨矿细度为-0.074mm占90%-95%，通过调整旋流器溢流浓度控制，确保含硅矿物与铝矿物单体解离达到90%以上。
浮选是铝土矿脱硅的关键环节，将磨矿后的矿浆给入搅拌槽中进行调浆，加入碳酸钠调节pH值至9-11，搅拌10-15分钟使矿浆均匀；随后加入脂肪酸类捕收剂，搅拌20-30分钟，确保药剂与硅矿物充分作用。然后给入浮选环节，进入浮选机，进行粗选+多次精选+扫选的多段浮选流程。
粗选：使用XCF-KYF型浮选机，通过控制刮泡速度，确保粗选尾矿硅含量＜5%；
精选：粗选精矿进入精选槽，减少捕收剂用量，进一步去除残留硅矿物；
扫选：粗选尾矿进入扫选槽，补加少量捕收剂，回收未被吸附的铝矿物，扫选精矿返回粗选重新处理。
铝土矿精选别后含有定量水，需进行浓缩脱水获得铝土精矿。其流程为：浮选精矿进入浓缩机，加入聚丙烯酰胺絮凝剂，控制底流浓度60%-65%，溢流清水返回磨矿或调浆工序循环使用；浓缩底流进入厢式压滤机，在定量压力下过滤，得到滤饼含水率12%-15%的铝土矿精矿。
精矿通过皮带输送机输送至密闭料仓储存，防止受潮结块；运输采用罐车或密闭皮带，避免粉尘污染，符合环保要求。
铝土矿采选技术的要点是适配资源特性、平衡效率与成本。我国一水硬铝石型铝土矿的高硅特性，决定了浮选脱硅是当前主要技术，化学脱硅适用于难选高硅矿，生物脱硅是未来绿色方向；采矿以地下开采为主，需通过装备升级应对深部矿床开采难度；选矿设备与药剂的选择需围绕提升铝硅比、降低能耗展开，智能化与绿色化是技术升级的核心驱动力，对于铝土矿企业，需根据矿石特性与项目规模，科学选择采选工艺。