Боксит: Основна руда алюмінію.

Зміст

• Що таке боксит?
• Що таке склад бокситів?
• Фізичні властивості бокситів
• Боксит використовується для виробництва алюмінію
• Використання бокситів як абразиву
• Використання бокситів як проппанта
• Замінники бокситів
• Місцевості бокситів

Боксит з Літл-Рока, Арканзас, що проявляє звичку до пісоліту та характерне фарбування червоним залізам. Зразок поперек становить приблизно 4 дюйма (10 сантиметрів).

Що таке боксит?

Багато людей дивуються, дізнавшись, що боксит - це не мінерал. Це гірська порода, що складається в основному з мінералів, що несуть алюміній. Він утворюється, коли латеритні грунти сильно вилуговуються з діоксиду кремнію та інших розчинних матеріалів у вологому тропічному або субтропічному кліматі.

Боксит - це первинна руда алюмінію. Майже весь алюміній, який коли-небудь вироблявся, видобувається з бокситів. Сполучені Штати мають кілька невеликих бокситових родовищ, але щонайменше 99% бокситів, що використовуються в США, імпортується. США також є великим імпортером алюмінієвих металів.

Що таке склад бокситів?

Боксит не має конкретного складу. Це суміш водних оксидів алюмінію, гідроксидів алюмінію, мінералів глини та нерозчинних матеріалів, таких як кварц, гематит, магнетит, сидерит та гетит. До складу мінералів алюмінію в бокситі можуть входити: гібсайт Al (OH)₃, беміт AlO (OH), і, діаспора, AlO (OH).

Фізичні властивості бокситів

Боксит - це, як правило, м'який матеріал із твердістю від 1 до 3 за шкалою Мооса. Це від білого до сірого до червонувато-коричневого кольору з пісолітовою структурою, земляним блиском і низькою питомою вагою від 2,0 до 2,5. Ці властивості корисні для ідентифікації бокситів; однак вони не мають нічого спільного з цінністю чи корисністю бокситів. Це тому, що боксит майже завжди переробляється на інший матеріал з фізичними властивостями, які явно відрізняються від бокситів.

Пісоліти в бокситах: Вид зверху на екземпляр бокситів на фотографії вгорі сторінки. На цьому фото представлені деталі пісолітів.

Боксит використовується для виробництва алюмінію

Боксит - основна руда алюмінію. Перший крок у виробництві алюмінію - це подрібнення бокситу та його очищення за допомогою Байєрського процесу. У процесі Байєра боксит промивають гарячим розчином гідроксиду натрію, який вилуговує алюміній із бокситу. Алюміній осаджують з розчину у вигляді гідроксиду алюмінію, Al (OH)₃. Потім гідроксид алюмінію прожарюють з утворенням глинозему, Al₂О₃.

Алюміній виплавляють із глинозему за допомогою процесу Холл-Герольта. У процесі Холл-Герольта оксид алюмінію розчиняють у розплавленій бані кріоліту (Na₃AlF₆). Розплавлений алюміній видаляється з розчину електролізом. Цей процес використовує величезну кількість електроенергії. Алюміній зазвичай виробляють там, де витрати на електроенергію дуже низькі. Значна частина алюмінію, що використовується в США, виробляється в Канаді з використанням гідроелектростанції.

Боксит без пісолітів: Боксит з Демерари, Гайана. Деякі екземпляри бокситів не мають пізолітичних структур. Зразок поперек становить приблизно 4 дюйма (10 сантиметрів).

Використання бокситів як абразиву

Пропалений глинозем - це синтетичний корунд, який є дуже твердим матеріалом (9 за шкалою твердості Мооса). Пропалений оксид алюмінію подрібнюють, відокремлюють за розмірами і використовують як абразив. Наждачний папір для оксиду алюмінію, полірувальні порошки та полірувальні суспензії виготовляються з кальцинованого глинозему.

Спечений боксит часто використовується як піскоструминний абразив. Він виробляється подрібненням бокситу до порошку, а потім розплавленням його в кулясті кульки при дуже високій температурі. Ці намистини дуже тверді і дуже міцні. Потім намистини сортують за розмірами для використання в різних типах обладнання для піскоструминної обробки та для різних застосувань для піскоструминної обробки. Їх кругла форма зменшує знос обладнання для доставки.

Рок та мінеральні набори: Отримайте набір з гірських порід, мінералів або копалин, щоб дізнатися більше про земні матеріали. Найкращий спосіб дізнатися про гірські породи - це наявність зразків для тестування та експертизи.

Використання бокситів як проппанта

Спечений боксит також використовується як проппант нафтового родовища. Під час буріння нафти та природного газу скеля пласта часто руйнується закачуванням рідин у свердловину під дуже високим тиском. Тиск зростає до дуже високих рівнів, які спричиняють руйнування сланцевої скелі пласта. Коли відбувається розрив, вода і зважені частинки, відомі як «проппанти», кидаються в тріщини і розсовують їх. Коли насоси вимкнені, переломи закриваються, захоплюючи проппантні частинки у резервуарі. Якщо в резервуарі залишиться достатня кількість стійких до роздрібнення частинок, тріщини будуть "підтягнуті" відкритими, що забезпечує витік нафти або природного газу з гірських порід і в свердловину. Цей процес відомий як гідророзрив.

Порошковий боксит можна зливати в крихітні намистини при дуже високій температурі. Ці намистини мають дуже високу стійкість до розчавлення, а це робить їх придатними як проппант. Вони можуть вироблятися практично в будь-яких розмірах і в діапазоні питомої ваги. Питома вага бісеру та їх розміри можуть бути узгоджені з в'язкістю рідини для гідравлічного розриву та розміром тріщин, які, як очікується, утвориться в породі. Виготовлені проппанти забезпечують широкий вибір розміру зерна та питомої ваги порівняно з натуральним проппантом, відомим як дробовий пісок.

Замінники бокситів

Світові ресурси бокситу достатні для десятиліть виробництва за поточними темпами. Інші матеріали можна використовувати замість бокситів для виробництва глинозему. Глиняні мінерали, алуніт, анортозит, зола електростанції та сланці можуть використовуватися для отримання глинозему, але за більш високих витрат, використовуючи різні процеси. Карбід кремнію та синтетичний корунд іноді застосовують замість абразивів на основі бокситів. Замість вогнетривів на основі бокситів іноді використовують синтетичний муліт та оксид магнію, виготовлені з магнезиту.

Місцевості бокситів

Боксит зустрічається в достатку у багатьох місцях по всьому світу. У 2017 році десятьма провідними країнами-виробниками бокситів були: Австралія, Китай, Бразилія, Індія, Гвінея, Ямайка, Росія та Казахстан. Кожна з цих країн має достатньо резервів на багаторічне продовження виробництва. Деякі мають запаси на понад 100 років виробництва.

США мають невелику кількість бокситів в Арканзасі, Алабамі та Грузії; проте видобуток бокситів у США дуже мало, і принаймні 99% споживання імпортується.