боксит

боксит - это осадочная порода минерал, являющийся основным источником алюминий. Он формируется за счет выветривание богатых алюминием горные породы в тропических и субтропических регионах. Название боксита происходит от французской деревни Ле-Бо, где он был впервые обнаружен в 1821 году геологом Пьером Бертье. Бокситы обычно находятся в слоях ниже нескольких метров вскрышных пород, толщина которых может варьироваться в зависимости от местоположения.

Бокситы содержат смесь полезные ископаемые, включая гиббсит, бемит и диаспор, так же как железо оксиды и каолинит. Точный минеральный состав бокситов может варьироваться в зависимости от местоположения и геологических процессов, которые его сформировали. Однако основным минералом в бокситах является гиббсит, который обычно составляет около 60% его состава.

Бокситы — это первичная руда алюминия, который является одним из наиболее широко используемых металлов в мире. Алюминий используется в самых разных отраслях, включая транспорт, упаковку, строительство и электронику. Бокситы обычно добываются открытым способом, хотя в некоторых местах также используется подземная добыча. Процесс извлечения алюминия из бокситов включает дробление и очистку минерала для получения глинозема, который затем используется для производства металлического алюминия.

Мировой спрос на алюминий привел к росту бокситовой промышленности, причем основные страны-производители бокситов включают Австралию, Гвинею, Бразилию и Китай. Однако добыча и добыча бокситов могут иметь серьезные последствия для окружающей среды, включая вырубку лесов, эрозию почвы и загрязнение воды. В результате растет потребность в устойчивых и ответственных методах добычи бокситов, чтобы свести к минимуму эти воздействия и обеспечить долгосрочную жизнеспособность отрасли.

Бокситы обломочные или необломочные

Бокситы представляют собой необломочные осадочные породы, то есть они не состоят из фрагментов других горных пород или минералов, которые были перенесены и отложены водой или ветром. Вместо этого бокситы образуются в результате выветривания и выщелачивания богатых алюминием пород и минералов в течение миллионов лет. Полученный остаток или остаточный материал затем цементируют вместе, чтобы сформировать бокситовую руду. Этот остаточный материал обычно включает минералы гидроксида алюминия, оксиды железа и другие минералы, такие как глинистые минералы, кварци титан диоксид. Следовательно, бокситы считаются необломочными осадочными породами, поскольку они образуются в результате химических процессов, а не механических процессов.

Свойства бокситов

Боксит обладает несколькими уникальными свойствами, которые делают его важным минералом для различных промышленных применений. Некоторые из этих свойств включают в себя:

1. Высокое содержание алюминия: Бокситы являются основным источником металлического алюминия с типичным составом около 40-60% оксида алюминия (Al2O3). Высокое содержание алюминия делает его важным сырьем для производства глинозема и алюминия.
2. Твердость и абразивность: Боксит — твердый и абразивный минерал с твердостью по шкале Мооса 1–3.5. Это делает его идеальным материалом для использования в качестве абразива в различных областях, включая пескоструйную обработку, шлифовку и полировку.
3. Высокая огнеупорность: Бокситы имеют высокую температуру плавления и высокую огнеупорность, что означает, что они могут выдерживать высокие температуры, не плавясь и не деформируясь. Это делает его ценным материалом для использования в производстве огнеупорных изделий, таких как футеровка печей и керамические изделия.
4. Низкая проводимость: Боксит является плохим проводником электричества и тепла, что делает его полезным в качестве изоляционного материала в электрических и тепловых применениях.
5. Пористая структура: Бокситы обычно имеют пористую структуру, что позволяет им впитывать влагу и другие жидкости. Это свойство делает его полезным в качестве влагопоглотителя или осушителя в определенных областях применения.

В целом, уникальное сочетание свойств, которыми обладает боксит, делает его ценным минералом для широкого спектра промышленных применений.

Образование бокситов

Бокситы образуются в результате процесса выветривания, который происходит в тропических и субтропических регионах с большим количеством осадков. Процесс включает в себя разрушение и изменение богатых алюминием пород, таких как полевой шпат и маленький, под воздействием высокой температуры и влаги. Полученный боксит депозиты обычно встречаются в латеритных почвах, которые образуются в результате накопления выветрелых материалов с течением времени.

Образование бокситов включает ряд геологических процессов, в том числе:

1. Химическое выветривание: Этот процесс включает разрушение горных пород в результате химических реакций с водой и другими веществами. Горные породы, богатые алюминием, особенно подвержены химическому выветриванию, так как содержат минералы, легко растворяющиеся в воде.
2. Гидролиз: Этот процесс включает реакцию минералов с водой с образованием новых минералов. В случае бокситообразования алюминийсодержащие минералы гидролизуются с образованием гиббсита, бемита и диаспоры.
3. Выщелачивание: Этот процесс включает удаление минералов из горных пород под действием воды. В случае образования бокситов кремнезем и другие минералы выщелачиваются из породы, оставляя после себя минералы, богатые алюминием.
4. отложение: Этот процесс включает накопление выветренных материалов в определенном месте. В случае бокситообразования богатые алюминием минералы отлагаются в латеритных почвах, которые характеризуются красным или коричневым цветом и высокой концентрацией оксидов железа и алюминия.

На образование бокситов влияет ряд факторов, в том числе климат, тип породы и топография региона. Бокситы обычно встречаются в тропических и субтропических регионах с большим количеством осадков, поскольку они обеспечивают влагу, необходимую для процесса выветривания. Тип выветриваемой породы также играет роль: богатые алюминием породы, такие как полевой шпат и слюда, являются основным источником бокситов. Наконец, топография региона может влиять на скорость выветривания, поскольку крутые склоны и долины создают идеальные условия для накопления выветренных материалов.

Состав боксита

Бокситы представляют собой смесь различных минералов, основными из которых являются гиббсит, бемит и диаспор. Эти минералы представляют собой гидроксиды алюминия, которые содержат различные количества примесей, таких как оксиды железа, диоксид титана и кремнезем. Точный минеральный состав бокситов может варьироваться в зависимости от местоположения и геологических процессов, которые его сформировали.

Гиббсит является наиболее распространенным минералом в бокситах, обычно составляющим около 60% состава. Он имеет химическую формулу Al(OH)3 и кристаллическую структуру, характеризующуюся слоями молекул гидроксида алюминия, соединенных водородными связями. Гиббсит относительно чист, с небольшим количеством примесей и является предпочтительным минералом для производства алюминия.

Бемит — еще один минерал, содержащийся в бокситах, обычно составляющий около 20-30% состава. Он имеет химическую формулу AlO(OH) и кристаллическую структуру, похожую на гиббсит. Бемит образуется в результате дегидратации гиббсита и реже встречается в месторождениях бокситов.

Диаспор является третьим основным минералом бокситов, обычно составляющим около 5-20% состава. Он имеет химическую формулу AlO(OH) и кристаллическую структуру, отличную от гиббсита и бемита. Диаспор обычно встречается в месторождениях бокситов, подвергшихся сильному давлению и деформации.

В дополнение к этим основным минералам бокситы могут содержать различные примеси, в том числе оксиды железа, диоксид титана и кремнезем. Оксиды железа, такие как гематит и гетитом, являются обычными примесями в бокситах и ​​могут придавать ему красновато-коричневый цвет. Диоксид титана и кремнезем также могут присутствовать в бокситах, в зависимости от местоположения и геологических процессов, которые его сформировали.

Состав боксита важен для определения его ценности и пригодности для различных промышленных применений. Чистота гидроксидов алюминия в бокситах может повлиять на эффективность процесса экстракции, в то время как примеси могут повлиять на свойства получаемых алюминиевых продуктов.

Добыча и добыча бокситов

Добыча и добыча бокситов включают несколько этапов, включая разведку, бурение, взрывные работы, дробление и переработку.

1. Разведка: первый шаг в добыче и добыче бокситов включает в себя разведку для выявления потенциальных областей добычи бокситов. Этот процесс обычно включает в себя геологов, изучающих землю для месторождения полезных ископаемых с использованием различных методов, таких как аэрофотосъемка, наземная съемка и бурение.
2. Бурение: после выявления потенциального месторождения бокситов проводится бурение для определения глубины и качества месторождения. Образцы керна извлекаются и анализируются для определения состава и качества боксита.
3. Взрывные работы: как только месторождение бокситов выявлено и оценено, проводятся взрывные работы для отделения бокситов от окружающей породы. Это включает в себя использование взрывчатых веществ для разрушения породы и облегчения добычи боксита.
4. Дробление: затем боксит дробят и просеивают, чтобы удалить негабаритный материал. Этот процесс необходим для обеспечения того, чтобы боксит имел подходящий размер для транспортировки и переработки.
5. Переработка: боксит затем транспортируется на перерабатывающий завод, где он перерабатывается для извлечения алюминия. Процесс рафинирования включает ряд этапов, в том числе вываривание, осветление, осаждение и прокаливание.

а) Вываривание: Измельченный боксит смешивают с горячим раствором каустической соды (гидроксида натрия) и водой, которая растворяет алюминийсодержащие минералы в боксите.

б) Осветление. Затем полученный раствор очищают от любых примесей, таких как оксиды железа и кремнезем.

c) Осаждение: гидроксид алюминия затем осаждают из раствора с использованием затравочного материала, обычно тригидрата алюминия. Этот процесс приводит к образованию белого порошка, который является сырьем для производства алюминия.

г) Прокаливание: гидроксид алюминия затем нагревают в печи для получения глинозема (оксида алюминия), который является конечным продуктом процесса рафинирования.

Затем глинозем можно переплавить для получения металлического алюминия, который используется в самых разных областях, включая строительство, транспорт, упаковку и электронику.

Использование бокситов

Бокситы в основном используются для производства глинозема (оксида алюминия), который затем используется для производства металлического алюминия. Однако у бокситов есть и другие промышленные применения. Вот некоторые из основных областей применения бокситов:

1. Производство алюминия: бокситы в основном используются в качестве сырья для производства глинозема, который затем используется для производства металлического алюминия. Алюминий — это легкий, прочный и устойчивый к коррозии металл, который используется в самых разных областях, включая строительство, транспортировку, упаковку и электронику.
2. Огнеупоры: Бокситы также используются в производстве огнеупорных материалов, которые используются для футеровки высокотемпературных печей и печей. Огнеупорные материалы должны выдерживать чрезвычайно высокие температуры и противостоять коррозии, что делает боксит идеальным материалом для этого применения.
3. Абразивы: Бокситы можно использовать в качестве абразивного материала для пескоструйной обработки и шлифования. Когда боксит измельчается и обрабатывается, он может производить оксид алюминия, который является обычным абразивным материалом, используемым в наждачной бумаге, шлифовальных кругах и режущих инструментах.
4. Цемент: Бокситы могут использоваться в качестве сырья для производства цемента. При переработке бокситов известняк и нагретый в печи, он производит тип цемента, известный как цемент на основе алюмината кальция.
5. Химические вещества: бокситы можно использовать для производства различных химических продуктов, в том числе сульфата алюминия, который используется для очистки воды, производства бумаги и других промышленных применений.
6. Другие области применения: боксит также можно использовать в качестве наполнителя в пластмассах, в качестве компонента буровых растворов, а также в качестве источника железа и других металлов. Он также используется в некоторых косметических средствах и средствах по уходу за кожей в качестве натурального эксфолианта.

Глобальная бокситовая промышленность

Мировая бокситовая промышленность вносит значительный вклад в мировую экономику, при этом производство и экспорт бокситов приносят значительный доход многим странам. Вот некоторые ключевые факты и цифры о мировой бокситовой промышленности:

1. Производство: в 2021 году крупнейшими странами-производителями бокситов в мире были Австралия, Гвинея и Бразилия. На эти страны приходилось более 75% мирового производства бокситов.
2. Запасы: Самые большие запасы бокситов находятся в Гвинее, Австралии, Бразилии, Ямайке и Китае. Вместе эти страны владеют более 75% мировых запасов бокситов.
3. Экспорт: Мировая бокситовая промышленность в значительной степени ориентирована на экспорт, при этом более 90% производства бокситов экспортируется в другие страны. Крупнейшими странами-экспортерами бокситов являются Австралия, Гвинея и Бразилия.
4. Потребление: Китай является крупнейшим потребителем бокситов, на его долю приходится более 50% мирового потребления бокситов. Другими крупными потребителями являются США, Россия и Япония.
5. Структура отрасли: в бокситовой отрасли доминирует небольшое количество многонациональных компаний, включая Rio Tinto, Alcoa и Rusal. Эти компании участвуют во всех этапах производственно-сбытовой цепочки бокситов, от разведки и добычи до переработки и плавки.
6. Тенденции рынка. Ожидается, что глобальная бокситовая промышленность будет расти устойчивыми темпами в течение следующих нескольких лет, чему будет способствовать растущий спрос на алюминий в таких отраслях, как строительство, транспорт и упаковка. Однако отрасль также сталкивается с проблемами, включая растущие экологические проблемы, рост затрат и геополитические риски.

В целом мировая бокситовая промышленность играет важную роль в мировой экономике, обеспечивая важнейшее сырье для производства алюминия и других промышленных товаров.

Заключение

В заключение можно сказать, что бокситы являются важным минералом, который широко используется в различных отраслях промышленности, из которых наибольшее значение имеет производство алюминия. Бокситы образуются в результате выветривания и выщелачивания горных пород и минералов в течение миллионов лет и имеют уникальный состав, который делает их идеальными для многих применений. В мировой бокситовой промышленности доминирует небольшое количество многонациональных компаний, и она в значительной степени ориентирована на экспорт. Ожидается, что в ближайшие годы отрасль продолжит расти за счет увеличения спроса на алюминий и другие промышленные товары. Однако отрасль также сталкивается с такими проблемами, как растущие экологические проблемы и геополитические риски. В целом бокситы остаются важнейшим минералом для мировой экономики и в обозримом будущем будут продолжать играть ключевую роль в различных отраслях промышленности.

Резюме ключевых моментов, связанных с минералами бокситов

• Боксит — это минерал, который в основном используется для производства глинозема, который затем используется для производства металлического алюминия.
• Бокситы образуются в результате выветривания и выщелачивания горных пород и минералов в течение миллионов лет.
• Крупнейшие запасы бокситов находятся в Гвинее, Австралии, Бразилии, Ямайке и Китае.
• В мировой бокситодобывающей промышленности доминирует небольшое количество многонациональных компаний, включая Rio Tinto, Alcoa и Rusal.
• Бокситы используются в различных отраслях промышленности, в том числе в качестве сырья для производства алюминия, компонента огнеупорных материалов, абразивного материала, источника железа и других металлов, а также в качестве наполнителя в пластмассах.
• Мировая бокситовая промышленность в значительной степени ориентирована на экспорт, при этом более 90% добычи бокситов экспортируется в другие страны.
• Китай является крупнейшим потребителем бокситов, на его долю приходится более 50% мирового потребления.
• Ожидается, что в ближайшие годы отрасль продолжит расти за счет увеличения спроса на алюминий и другие промышленные товары, но она также сталкивается с такими проблемами, как растущие экологические проблемы и геополитические риски.

Будущие перспективы добычи и добычи бокситов

Будущие перспективы добычи и добычи бокситов неоднозначны. С одной стороны, ожидается, что мировой спрос на алюминий и другие промышленные продукты, зависящие от бокситов, будет продолжать расти, что может вести увеличению спроса на бокситы и продолжению инвестиций в добычу и добычу бокситов. Однако существуют также значительные проблемы и риски, связанные с добычей бокситов, которые могут ограничить потенциал ее роста.

Одной из основных проблем является повышение осведомленности о воздействии добычи полезных ископаемых на окружающую среду, что привело к более тщательному изучению методов и правил добычи полезных ископаемых во всем мире. В частности, использование воды и образование отходов и выбросов, связанных с добычей и переработкой бокситов, могут иметь значительные экологические последствия. Горнодобывающим компаниям необходимо будет внедрить более устойчивые методы, чтобы смягчить эти воздействия и сохранить свою социальную лицензию на работу.

Другая проблема связана с потенциальными геополитическими рисками, связанными с добычей бокситов. Многие из крупнейших запасов бокситов расположены в странах с нестабильной политической ситуацией, таких как Гвинея и Венесуэла, что может привести к перебоям в поставках. Кроме того, изменения в торговой политике и тарифах могут повлиять на рентабельность операций по добыче бокситов.

Наконец, растущая стоимость энергии и других ресурсов, необходимых для добычи и переработки бокситов, может сделать ее менее рентабельной в будущем. Компании должны будут продолжать внедрять инновации и повышать эффективность, чтобы оставаться конкурентоспособными.

Таким образом, будущие перспективы добычи и добычи бокситов неоднозначны, с потенциалом дальнейшего роста, но также и со значительными проблемами и рисками, которые необходимо решить для обеспечения долгосрочной устойчивости отрасли.

Рекомендации

1. «Бокситы». Британская энциклопедия. Британская энциклопедия, Inc., Интернет. 01 апреля 2022 г.
2. «Бокситы». Геологическая служба США. Министерство внутренних дел США и Интернет. 01 апреля 2022 г.
3. «Управление бокситосодержащими остатками: лучшие практики, технологии и инновационные решения». Международный институт алюминия, 2015 г.
4. Рагхаван, Виджай Р. и др. Бокситовые месторождения мира. Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, 2016.
5. «Бокситы». Майнинг Глобал. ПЛК будущего и Интернет. 01 апреля 2022 г.