Βωξίτης: Το κύριο μετάλλευμα αλουμινίου.

Περιεχόμενο

• Τι είναι το βωξίτη;
• Τι είναι η Σύνθεση Βωξίτη;
• Φυσικές ιδιότητες του βωξίτη
• Βωξίτη που χρησιμοποιείται για την παραγωγή αλουμινίου
• Χρήση βωξίτη ως λειαντικού
• Χρήση βωξίτη ως προωθητή
• Υποκατάστατα βωξίτη
• Περιοχές βωξίτη

Βωξίτης από το Little Rock, Arkansas, παρουσιάζοντας μια συνηθισμένη συνήθεια και χαρακτηριστική χρώση κόκκινου σιδήρου. Το δείγμα είναι περίπου 4 ίντσες (10 εκατοστά).

Τι είναι το βωξίτη;

Πολλοί άνθρωποι εκπλήσσονται για να μάθουν ότι ο βωξίτης δεν είναι ανόργανο. Πρόκειται για ένα βράχο που αποτελείται κυρίως από μεταλλεύματα που φέρουν αλουμίνιο. Δημιουργείται όταν τα λατερίτικα εδάφη διαρρέουν σοβαρά από διοξείδιο του πυριτίου και άλλα διαλυτά υλικά σε υγρό τροπικό ή υποτροπικό κλίμα.

Ο βωξίτης είναι το κύριο μετάλλευμα αλουμινίου. Σχεδόν όλο το αλουμίνιο που έχει παραχθεί ποτέ έχει εξαχθεί από βωξίτη. Οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν μερικές μικρές καταθέσεις βωξίτη, αλλά τουλάχιστον το 99% του βωξίτη που χρησιμοποιείται στις Ηνωμένες Πολιτείες εισάγεται. Οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι επίσης σημαντικός εισαγωγέας μεταλλικού αλουμινίου.

Τι είναι η Σύνθεση Βωξίτη;

Ο βωξίτης δεν έχει συγκεκριμένη σύνθεση. Είναι ένα μίγμα από ένυδρα οξείδια αλουμινίου, υδροξείδια αλουμινίου, ορυκτά αργίλου και αδιάλυτα υλικά όπως χαλαζία, αιματίτη, μαγνητίτη, siderite και goethite. Τα μεταλλεύματα αλουμινίου στον βωξίτη μπορούν να περιλαμβάνουν: gibbsite Al (OH)₃, βοεμίτη ΑΙΟ (ΟΗ) και διασπορικός ΑΙΟ (ΟΗ).

Φυσικές ιδιότητες του βωξίτη

Το βωξίτη είναι συνήθως ένα μαλακό υλικό με σκληρότητα μόνο 1 έως 3 στην κλίμακα Mohs. Είναι λευκό έως γκρίζο έως κοκκινωπό καφέ με συσσωρευμένη δομή, γήινη λάμψη και χαμηλό ειδικό βάρος μεταξύ 2,0 και 2,5. Αυτές οι ιδιότητες είναι χρήσιμες για την ταυτοποίηση του βωξίτη. Ωστόσο, δεν έχουν καμία σχέση με την αξία ή τη χρησιμότητα του bauxites. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το βωξίτη μεταποιείται σχεδόν πάντα σε άλλο υλικό με φυσικές ιδιότητες που διαφέρουν σαφώς από το βωξίτη.

Pisolites στο βωξίτη: Κοντινή όψη του δείγματος βωξίτη στη φωτογραφία στο επάνω μέρος της σελίδας. Αυτή η φωτογραφία δείχνει λεπτομέρειες των pisolites.

Βωξίτη που χρησιμοποιείται για την παραγωγή αλουμινίου

Ο βωξίτης είναι το κύριο μετάλλευμα αλουμινίου. Το πρώτο βήμα στην παραγωγή αλουμινίου είναι να συνθλίβετε το βωξίτη και να το καθαρίζετε χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Bayer. Στη διαδικασία Bayer, ο βωξίτης πλένεται σε ένα θερμό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, το οποίο εκλούει αλουμίνιο από το βωξίτη. Το αργίλιο κατακρημνίζεται από το διάλυμα με τη μορφή υδροξειδίου του αργιλίου, ΑΙ (ΟΗ)₃. Το υδροξείδιο αλουμινίου στη συνέχεια φρύγεται για να σχηματίσει αλουμίνα, ΑΙ₂Ο₃.

Το αργίλιο τήκεται από την αλουμίνα χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Hall-Heroult. Στη διαδικασία Hall-Heroult, η αλουμίνα διαλύεται σε ένα τετηγμένο λουτρό κρυολίτη (Na₃AlF₆). Το τετηγμένο αλουμίνιο απομακρύνεται από το διάλυμα με ηλεκτρόλυση. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί μια τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Το αργίλιο παράγεται συνήθως όταν το κόστος ηλεκτρισμού είναι πολύ χαμηλό. Μεγάλο μέρος του αλουμινίου που χρησιμοποιείται στις Ηνωμένες Πολιτείες παράγεται στον Καναδά χρησιμοποιώντας υδροηλεκτρική ενέργεια.

Βωξίτης χωρίς πιστόλι: Βωξίτης από τη Ντεμεράρα της Γουιάνας. Ορισμένα δείγματα βωξίτη δεν έχουν τις σχισμές. Το δείγμα είναι περίπου 4 ίντσες (10 εκατοστά).

Χρήση βωξίτη ως λειαντικού

Η πυρωμένη αλουμίνα είναι ένα συνθετικό κορούνδιο, το οποίο είναι ένα πολύ σκληρό υλικό (9 στην κλίμακα σκληρότητας Mohs). Η πυρωμένη αλουμίνα θρυμματίζεται, διαχωρίζεται από το μέγεθος και χρησιμοποιείται ως λειαντικό. Τα γυαλόχαρτα οξειδίου αργιλίου, οι σκόνες στίλβωσης και τα αιωρήματα στίλβωσης κατασκευάζονται από πυρωμένη αλουμίνα.

Ο πυροσυσσωματωμένος βωξίτης χρησιμοποιείται συχνά ως λειαντικό άμμο. Παράγεται με θρυμματισμό του βωξίτη σε σκόνη και στη συνέχεια τήξη του σε σφαιρικά σφαιρίδια σε πολύ υψηλή θερμοκρασία. Αυτές οι χάντρες είναι πολύ σκληρές και πολύ ανθεκτικές. Τα σφαιρίδια ταξινομούνται κατόπιν κατά μέγεθος για χρήση σε διάφορους τύπους εξοπλισμού αμμοβολής και για διαφορετικές εφαρμογές αμμοβολής. Το στρογγυλό σχήμα τους μειώνει τη φθορά στον εξοπλισμό παράδοσης.

Ροκ και μεταλλικά κιτ: Αποκτήστε ένα ροκ, ορυκτό ή απολιθωμένο κιτ για να μάθετε περισσότερα για τα υλικά της Γης. Ο καλύτερος τρόπος για να μάθετε για τους βράχους είναι να διαθέτετε δείγματα για δοκιμή και εξέταση.

Χρήση βωξίτη ως προωθητή

Ο πυροσυσσωματωμένος βωξίτης χρησιμοποιείται επίσης ως υπόθεμα πετρελαίου. Κατά τη διάτρηση για πετρέλαιο και φυσικό αέριο, ο βράχος δεξαμενής συχνά καταστρέφεται με άντληση ρευστών στο φρεάτιο υπό πολύ υψηλές πιέσεις. Η πίεση συσσωρεύεται σε πολύ υψηλά επίπεδα που προκαλούν θραύση της δεξαμενής σχιστόλιθου. Όταν συμβαίνει θραύση, το νερό και τα αιωρούμενα σωματίδια που είναι γνωστά ως "προπλάσματα" βυθίζονται στα κατάγματα και τα πιέζουν να ανοίγουν. Όταν οι αντλίες είναι απενεργοποιημένες, τα κατάγματα κλείνουν, παγιδεύοντας τα σωματίδια του προωθητικού μέσα στη δεξαμενή. Αν παραμείνει επαρκής αριθμός ανθεκτικών στη θρόμβωση σωματιδίων στη δεξαμενή, τα κατάγματα θα "ανοιχτούν" ανοικτά, επιτρέποντας τη ροή λαδιού ή φυσικού αερίου από τα βράχια και μέσα στο φρεάτιο. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως υδραυλική θραύση.

Ο βωξίτης σε σκόνη μπορεί να συντηχθεί σε μικροσκοπικά σφαιρίδια σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Αυτά τα σφαιρίδια έχουν μια πολύ υψηλή αντοχή στη σύνθλιψη, και αυτά τα καθιστούν κατάλληλα ως προωστικό. Μπορούν να παραχθούν σχεδόν σε οποιοδήποτε μέγεθος και σε ένα εύρος ειδικής βαρύτητας. Το ειδικό βάρος των σφαιριδίων και το μέγεθός τους μπορεί να ταιριάζει με το ιξώδες του υγρού υδραυλικού σπασίματος και με το μέγεθος των καταγμάτων που αναμένεται να αναπτυχθούν στο βράχο. Τα κατασκευασμένα προπλάσματα παρέχουν μια ευρεία επιλογή μεγέθους κόκκων και συγκεκριμένου βάρους σε σύγκριση με ένα φυσικό προωστικό που είναι γνωστό ως άμμος φρακ.

Υποκατάστατα βωξίτη

Οι παγκόσμιες πηγές βωξίτη επαρκούν για δεκαετίες παραγωγής με τρέχοντα ποσοστά. Άλλα υλικά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν αντί του βωξίτη για την παραγωγή αλουμίνας. Ορυκτά αργίλου, αλουνίτης, ανορτοσίτης, τέφρα εργοστασίου και σχιστόλιθος θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή αλουμίνας αλλά με υψηλότερο κόστος, χρησιμοποιώντας διαφορετικές διεργασίες. Το καρβίδιο του πυριτίου και το συνθετικό κορούνδιο χρησιμοποιούνται μερικές φορές στη θέση των λειαντικών με βάση το βωξίτη. Συνθετικό μουλλίτη και οξείδιο του μαγνησίου κατασκευασμένο από μαγνησίτη χρησιμοποιούνται μερικές φορές στη θέση των πυρίμαχων υλικών με βάση το βωξίτη.

Περιοχές βωξίτη

Ο βωξίτης βρίσκεται σε αφθονία σε πολλές τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο. Το 2017 οι δέκα μεγαλύτερες χώρες παραγωγής βωξίτη ήταν: Αυστραλία, Κίνα, Βραζιλία, Ινδία, Γουινέα, Τζαμάικα, Ρωσία και Καζακστάν. Κάθε μία από αυτές τις χώρες έχει αρκετά αποθέματα για πολλά χρόνια συνεχούς παραγωγής. Ορισμένα έχουν αποθέματα για πάνω από 100 χρόνια παραγωγής.

Οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν μικρές ποσότητες βωξίτη στο Αρκάνσας, την Αλαμπάμα και τη Γεωργία. Ωστόσο, στις Ηνωμένες Πολιτείες υπάρχουν ελάχιστα ορυχεία βωξίτη και εισάγεται τουλάχιστον το 99% της κατανάλωσης.