Боксит: основная руда алюминия.

Содержание

• Что такое боксит?
• Что такое бокситы?
• Физические свойства боксита
• Боксит используется для производства алюминия
• Использование боксита в качестве абразива
• Использование боксита в качестве проппанта
• Заменители боксита
• Месторождения бокситов

боксит из Литл-Рока, штат Арканзас, проявляя пизолитическую привычку и характерное окрашивание красным железом. Образец составляет около 4 дюймов (10 сантиметров) в поперечнике.

Что такое боксит?

Многие удивляются, узнав, что боксит не является минералом. Это порода, состоящая в основном из алюминийсодержащих минералов. Он образуется, когда латеритные почвы сильно выщелачиваются из кремнезема и других растворимых материалов во влажном тропическом или субтропическом климате.

Боксит является основной рудой алюминия. Почти весь алюминий, который когда-либо производился, был извлечен из бокситов. В Соединенных Штатах есть несколько небольших месторождений бокситов, но по крайней мере 99% бокситов, используемых в Соединенных Штатах, импортируется. Соединенные Штаты также являются крупным импортером металлического алюминия.

Что такое бокситы?

Боксит не имеет определенного состава. Это смесь водных оксидов алюминия, гидроксидов алюминия, глинистых минералов и нерастворимых материалов, таких как кварц, гематит, магнетит, сидерит и гетит. Алюминиевые минералы в боксите могут включать: гиббсит Al (OH)₃бемит AlO (OH) и диаспор AlO (OH).

Физические свойства боксита

Боксит обычно представляет собой мягкий материал с твердостью всего от 1 до 3 по шкале Мооса. Это от белого до серого до красновато-коричневого цвета с писолитовой структурой, землистым блеском и низкой удельной массой от 2,0 до 2,5. Эти свойства полезны для идентификации бокситов; однако они не имеют ничего общего с ценностью или полезностью бокситов. Это потому, что боксит почти всегда перерабатывается в другой материал с физическими свойствами, которые явно отличаются от бокситов.

Пизолиты в бокситах: Взгляд конца-вверх образца боксита в фото вверху страницы. Эта фотография показывает детали пизолитов.

Боксит используется для производства алюминия

Боксит является основной рудой алюминия. Первым этапом производства алюминия является дробление боксита и его очистка с использованием процесса Байера. В процессе Байера боксит промывают в горячем растворе гидроксида натрия, который выщелачивает алюминий из боксита. Алюминий выпадает из раствора в виде гидроксида алюминия Al (OH)₃, Затем гидроксид алюминия прокаливают с образованием оксида алюминия, Al₂О₃.

Алюминий выплавляется из глинозема с использованием процесса Холла-Херулта. В процессе Холла-Херульта оксид алюминия растворяется в расплавленной ванне криолита (Na₃AlF₆). Расплавленный алюминий удаляется из раствора электролизом. Этот процесс использует огромное количество электроэнергии. Алюминий обычно производится там, где стоимость электроэнергии очень низкая. Большая часть алюминия, используемого в Соединенных Штатах, производится в Канаде с использованием гидроэлектроэнергии.

Боксит без пизолитов: Боксит из Демерары, Гайана. Некоторые образцы бокситов не имеют пизолитовых структур. Образец составляет около 4 дюймов (10 сантиметров) в поперечнике.

Использование боксита в качестве абразива

Кальцинированный оксид алюминия представляет собой синтетический корунд, который является очень твердым материалом (9 по шкале твердости Мооса). Кальцинированный оксид алюминия измельчают, разделяют по размеру и используют в качестве абразива. Оксид алюминия, наждачная бумага, полирующие порошки и полирующие суспензии изготовлены из кальцинированного оксида алюминия.

Спеченный боксит часто используется в качестве пескоструйного абразива. Его получают путем измельчения боксита в порошок и последующего плавления его в сферические шарики при очень высокой температуре. Эти бусы очень твердые и очень прочные. Затем шарики сортируют по размеру для использования в различных типах пескоструйного оборудования и для различных применений пескоструйной обработки. Их круглая форма снижает износ оборудования доставки.

Рок & Минеральные Комплекты: Получить камень, минерал или ископаемый комплект, чтобы узнать больше о материалах Земли. Лучший способ узнать о камнях - это иметь образцы, доступные для тестирования и экспертизы.

Использование боксита в качестве проппанта

Спеченный боксит также используется в качестве проппанта для нефтяных месторождений. При бурении на нефть и природный газ породу пласта часто разрушают, закачивая флюиды в скважину при очень высоких давлениях. Давление нарастает до очень высокого уровня, что приводит к разрушению породы сланцевого коллектора. Когда происходит разрыв, вода и взвешенные частицы, известные как «проппанты», устремляются в трещины и открывают их. Когда насосы выключены, трещины закрываются, задерживая частицы проппанта в пласте. Если в пласте останется достаточное количество устойчивых к раздавливанию частиц, трещины будут «подперты» открытыми, что позволит вытекать нефти или природному газу из горных пород в скважину. Этот процесс известен как гидроразрыв пласта.

Порошкообразный боксит можно расплавить в крошечные шарики при очень высоких температурах. Эти шарики обладают очень высокой устойчивостью к раздавливанию, что делает их пригодными в качестве расклинивающего агента. Они могут быть изготовлены практически в любом размере и в диапазоне удельного веса. Удельный вес шариков и их размер можно сопоставить с вязкостью жидкости гидравлического разрыва и с размером разломов, которые, как ожидается, будут развиваться в породе. Производимые расклинивающие наполнители обеспечивают широкий выбор размера зерна и удельного веса по сравнению с натуральным расклинивающим наполнителем, известным как песок для гидроразрыва.

Заменители боксита

Мировые запасы бокситов адекватны десятилетиям добычи при нынешних темпах. Другие материалы могут быть использованы вместо боксита для производства глинозема. Глинистые минералы, алунит, анортозит, зола электростанции и горючий сланец могут быть использованы для производства глинозема, но с более высокими затратами, используя различные процессы. Карбид кремния и синтетический корунд иногда используются вместо абразивов на основе бокситов. Синтетический муллит и оксид магния, изготовленные из магнезита, иногда используются вместо огнеупоров на основе бокситов.

Месторождения бокситов

Бокситы найдены в изобилии во многих местах по всему миру. В 2017 году десятью ведущими странами-производителями бокситов были: Австралия, Китай, Бразилия, Индия, Гвинея, Ямайка, Россия и Казахстан. У каждой из этих стран достаточно резервов для многолетнего непрерывного производства. У некоторых есть запасы для более чем 100 лет производства.

Соединенные Штаты имеют небольшое количество бокситов в Арканзасе, Алабаме и Джорджии; однако в Соединенных Штатах добыча бокситов ведется очень редко, и по меньшей мере 99% потребления импортируется.