Боксит — один из важнейших и стратегически важных минералов в мире. Он является основным источником металлического алюминия и сырьем для производства глинозема (Al₂O₃). Сегодня более 90% мирового алюминия добывается из бокситов; без этого минерала многие современные промышленные производственные процессы были бы невозможны.
В отличие от многих минералов, боксит не является чистым минералом , а представляет собой совокупность различных минералов, таких как гиббсит, бёмит и диаспор , каждый из которых является разной формой гидроксида алюминия. Боксит обычно образуется в тропических и субтропических регионах, где интенсивное выветривание и обильные осадки вызывают выщелачивание и накопление оксида алюминия.
Далее вы узнаете больше о свойствах, характеристиках, составе, применении, обработке, типах, мировых запасах бокситов и их экономическом значении.
Что такое боксит?
Боксит — это богатый алюминием осадочный минерал, состоящий в основном из следующих соединений:
-
Богмет (Богмет – Al(OH)₃)
-
Богемит (Богемит – AlO(OH))
-
Тремолит (тремолит – AlO(OH))
Эти три материала представляют собой различные разновидности гидроксида алюминия, образующегося в боксите, и их состав зависит от условий окружающей среды, влажности и температуры.
Боксит обычно встречается в следующих цветах:
-
красный
-
коричневый
-
желтый
-
пепельный
-
Иногда его цвет бывает молочно-белым.
Цвет боксита зависит от количества железа и оксидов металлов, присутствующих в породе. Чем выше содержание железа, тем ближе боксит к красновато-коричневому цвету.
Химический состав боксита
Основными компонентами боксита являются:
-
Al₂O₃ (оксид алюминия)
-
Fe₂O₃ (оксид железа)
-
Диоксид кремния (SiO₂)
-
Диоксид титана ( TiO₂)
-
Небольшое количество глинистых минералов и кристаллизационной воды.
Высококачественный промышленный боксит содержит от 40% до 60% оксида алюминия (Al₂O₃) . Чем ниже содержание кремнезема (SiO₂), тем выше качество боксита.
Как образуется боксит?
Большая часть мировых месторождений бокситов образуется в результате процесса, называемого телофорезом. Этот процесс происходит в следующих регионах:
-
Жарко и влажно
-
Экватор и прилегающие районы
-
Сопровождается проливным дождем
-
Почва у неё красная.
Такое случается постоянно.
Этапы образования бокситов:
-
Дождевая вода просачивается в алюмосиликатные породы.
-
Удаляется кремнезем и другие растворимые соединения.
-
Оксид железа и оксид алюминия остаются.
-
За миллионы лет эти материалы увеличивались в толщине и сцеплении, в конечном итоге образуя боксит.
Именно поэтому бокситы в основном встречаются на поверхности Земли или вблизи неё.
Виды бокситов
В зависимости от происхождения и состава бокситы можно разделить на три основные категории:
1. Латеритный боксит
-
Крупнейший и наиболее распространенный вид бокситов в мире.
-
Сформировался в тропических регионах
-
В его состав входят гиббсит, бёмит и большое количество оксида железа.
-
Распространенные цвета: красный и коричневый.
-
Большая часть алюминия производится именно таким способом.
2. Карстовый боксит
-
Оно образуется в известняковых районах и карстовых пещерах.
-
Такие страны, как Греция, Венгрия и Турция, обладают ресурсами карстового рельефа.
-
Он содержит небольшой процент кремнезема, но его извлечение более затруднительно.
3. Осадочный боксит
-
Оно образовалось в результате переотложения бокситов.
-
Он обладает свойствами, подходящими для производства алюминия.
Физические и химические свойства боксита
Физические свойства
-
Цвета: красный, коричневый, жёлтый
-
Текстура: от землистой до зернистой.
-
Твердость: по шкале Мооса она варьируется от 1 до 3.
-
Удельная плотность: от 2,5 до 3
-
Форма: Обычно многослойная или линзовидная.
Химические свойства
-
Высокое содержание оксида алюминия
-
Низкое содержание кремнезема в высококачественном боксите
-
После обработки он обладает высокой термостойкостью.
-
Высокореактивный процесс Байера
Применение бокситов
Хотя многие считают, что боксит можно использовать только для производства алюминия, этот минерал имеет множество других применений.
1. Производство оксида алюминия (Al₂O₃)
Боксит в первую очередь и в первую очередь используется в производстве глинозема. На заводах боксит перерабатывается в глинозем с использованием процесса Байера.
2. Производство алюминиевого металла
Примерно 90% мировых запасов бокситов используется в производстве алюминия. Алюминий — один из важнейших металлов в мире, широко используемый в следующих отраслях промышленности:
-
машина
-
воздушное пространство
-
упаковочная промышленность
-
Он тратит
-
электрическое и электронное оборудование
-
Транспортные линии
3. Производство термостойких материалов
Производство высокоглиноземистых бокситов:
-
огнеупорные кирпичи из оксида алюминия
-
формы для заливки
-
Тигель для плавки металлов
-
стенка духовки
Оно использовалось.
4. Производство абразивных материалов
Боксит нагревают и превращают в синтетический корунд для использования в производстве:
-
наждачная бумага
-
песчаник
-
Инструменты для полировки
подходящий.
5. Химическая промышленность
Изготовлено из боксита и глинозема:
-
сульфат алюминия
-
хлорид алюминия
-
нефтяные катализаторы
Оно использовалось.
6. Цементная промышленность
Богатый железом боксит используется в производстве специальных видов цемента.
Добыча и переработка бокситов
Бокситы обычно залегают вблизи поверхности и добываются открытым способом .
Этапы извлечения:
-
сбор урожая растений
-
Сбор плодородного слоя почвы
-
Небольшое бурение и взрывные работы (при необходимости)
-
Погрузка и транспортировка на завод.
Переработка бокситов – процесс Байера.
Процесс Байера является наиболее важным методом производства глинозема из бокситов.
Этапы включают следующее:
-
Измельчение боксита
превращает породу в мелкий порошок. -
Гидроксид натрия (NaOH) можно использовать
для растворения оксида алюминия, содержащегося в боксите. -
Разделение примесей:
отделяются диоксид кремния, железо и титан. -
осаждение гидроксида алюминия
-
Прокаливание
и нагревание для получения чистого оксида алюминия.
Участие в мировом производстве бокситов
Лишь немногие страны мира обладают крупнейшими запасами бокситов. Этот стратегически важный ресурс является основой мировой алюминиевой промышленности.
Крупнейший производитель бокситов:
-
Фарфор
-
Гвинея
-
Австралия
-
Бразилия
-
Индия
-
Ямайка
-
Вьетнам
Крупнейшие в мире запасы бокситов:
-
Гвинея (на которую приходится более 25% мировых запасов )
-
Австралия
-
Бразилия
- Вьетнам
Ситуация с бокситами в Иране
Иран обладает рядом важных запасов бокситов:
1. Бокситовый рудник в Джаджаме (Северный Хорасан)
Крупнейший в Иране бокситовый рудник включает в себя
глиноземный и алюминиевый завод.
2. Бокситовые рудники в Язде и Сабзеваре
Запасов достаточно, и в настоящее время они находятся в эксплуатации.
3. Несколько небольших источников воды в провинциях Фарс, Южный Хорасан и Голестан.
Для удовлетворения внутреннего спроса на алюминий Иран, помимо добычи бокситов на местном уровне, импортирует их из Гвинеи и Индии.
Экономические выгоды от добычи бокситов
-
Сырье, необходимое для производства алюминия
-
Открытая добыча и низкозатратная добыча
-
Создание рабочих мест для обрабатывающей промышленности
-
После обработки он обладает высокой добавленной стоимостью .
-
Он широко используется в основных отраслях промышленности.
Транспорт и разложение коагулянтов на основе полиакриламида в гидравлических системах
Проблемы в добыче бокситов
Несмотря на многочисленные преимущества добычи и переработки бокситов, существует также множество проблем:
1. Воздействие на окружающую среду
Удалите верхний слой почвы, и вы получите красную глину.
2. Высокое энергопотребление
Для производства как глинозема, так и алюминия требуется большое количество энергии.
3. Требования к воде и каустическому натрию в процессе Байера.
Это приведет к увеличению эксплуатационных расходов.
4. Некоторые страны имеют ограниченные резервы.
Как и Иран, они были вынуждены импортировать.
Свойства высококачественного боксита
Для использования боксита в производстве глинозема он должен обладать следующими свойствами:
-
Высокое содержание оксида алюминия (45-55%).
-
Низкое содержание кремнезема (менее 10%).
-
Высокое соотношение Al₂O₃/ SiO₂
-
Содержание железа умеренное (10-20%).
-
Низкая влажность
Будущее бокситов и алюминия
С развитием различных отраслей промышленности:
-
производство электромобилей
-
воздушное пространство
-
Новая энергия
-
Легкая упаковка
-
Современная архитектура
Спрос на бокситы и алюминий растет с каждым днем. Ожидается, что потребление алюминия вырастет более чем на 40% к 2030 году, а это значит, что и бокситы приобретут все большее значение.
В заключение
Боксит является важнейшим источником алюминия и играет жизненно важную роль в современной промышленности. Этот минерал, образующийся преимущественно в тропических регионах, состоит из гидроксида алюминия и оксида железа. Качество боксита зависит от его соотношения глинозема, кремнезема и железа.
От добычи бокситов до производства глинозема и алюминия сформировалась обширная промышленная цепочка, которая лежит в основе многих отраслей промышленности по всему миру.
В Иране бокситовые рудники, такие как Гаджам, также играют важную роль в поставках сырья для алюминиевой промышленности страны, хотя значительная часть внутреннего спроса по-прежнему удовлетворяется за счет импорта.