Меню

Бокситы для каких полезных ископаемых

Бокситы

БОКСИТЫ (от назв. местности Ле-Бо, Lex Baux, на юге Франции, где впервые обнаружены их залежи * а. bauxite; н. Bauxite; ф. bauxites; и. bauxitas) — алюминиевая руда, состоящая в основном из гидроокислов алюминия, окислов и гидроокислов железа и глинистых минералов.

Главные рудообразующие минералы бокситов: диаспор, бёмит, гиббсит, гётит, гидрогётит, гидрогематит, каолинит, шамозит, хлориты, рутил, анатаз, ильменит, алюмогётит, алюмогематит, сидерит, кальцит, слюды. По внешнему виду бокситы весьма разнообразны. Цвет их обычно красный, буровато-коричневый, реже серый, белый, жёлтый, чёрный. По агрегатному состоянию выделяют бокситы плотные (каменистые), пористые, землистые, рыхлые и глиноподобные; по структурным признакам — обломочные (пелитовые, песчаниковые, гравелитовые, конгломератовые) и конкреционные (оолитовые, пизолитовые, бобовые); по текстуре — колломорфные (однородные, слоистые и т.д.). В связи с разной пористостью плотность бокситов изменяется от 1800 (рыхлые бокситы) до 3200 кг/м 3 (каменистые бокситы).

По преобладающему минеральному составу выделяют бокситы: моногидроокисные, сложенные диаспорой, бёмитом, тригидроокисные — гиббситом; смешанного состава — диаспор-бёмитовые, бёмит-гиббситовые. Имеются и более дробные разделения бокситов в зависимости от минерального состава: шамозит-бёмитовые, шамозит- гиббситовые, гиббсит-каолинитовые, гётит-шамозит-бёмитовые, каолинит-бёмитовые и др. По условиям образования бокситы делятся в основном на латеритные (остаточные) и переотложенные (осадочные). Бокситы образовались или в результате глубокой химической переработки (латеритизации) алюмосиликатных пород в условиях влажного тропического климата (латеритные бокситы) или в результате переноса продуктов латеритного выветривания и их переотложения (осадочные бокситы). В зависимости от тектонического положения выделяют бокситы платформенных и геосинклинальных областей, а также бокситы океанических островов. Бокситы образуют пластообразные и линзообразные тела изменчивой мощности, а в плане залежи линейной, изометрической и неправильной формы. Нередко залежи состоят из нескольких (в вертикальном разрезе) линз. Качество латеритных бокситов обычно высокое, в то время как осадочные бокситы могут быть от высокосортных (например, Северо-Уральские месторождения) до некондиционных (Боксонское месторождение в Бурятии).

Реклама

Бокситы — главная руда для извлечения глинозёма (AL2О3) и алюминия; используется в абразивной промышленности (электрокорунд), в чёрной металлургии (флюс при выплавке мартеновской стали), маложелезистые бокситы — для получения высокоглинозёмистых муллитизированных огнеупоров, быстротвердеющих глинозёмистых цементов и др. Бокситы — комплексное сырьё; они содержат Ga, а также Fe, Ti, Cr, Zr, Nb, редкоземельные элементы. В СССР требования по качеству добываемых (товарных) бокситов определяются ГОСТом, а также договорными условиями между поставщиками и потребителями. По классификации действующего ГОСТа 972-74 бокситы разделяются на 8 марок в зависимости от весового отношения содержаний глинозёма и кремнезёма (т.н. кремнёвого модуля). Для самой низкой марки (Б-6, II сорт) кремнёвый модуль должен быть не ниже 2 при содержании глинозёма не менее 37%, у высокосортных бокситов (Б-0, Б-00) кремнёвый модуль более 10 при содержании глинозёма 50% и выше. Выделенные сорта и марки бокситы имеют свои области использования в промышленности.

Бокситы добывают открытым, реже подземным способами. Выбор технологической схемы переработки бокситов зависит от их состава. Производство алюминия из бокситов осуществляется в 2 стадии: на первой — химическими методами получают глинозём, на второй — из глинозёма путём электролиза в расплаве фтористых солей алюминия выделяют чистый металл. При получении глинозёма используют главным образом гидрохимический метод Байера, метод спекания, а также комбинированный метод Байер-спекание (параллельный и последовательный варианты). Принципиальная схема процесса Байера заключается в обработке (выщелачивании) тонкоизмельчённого боксита концентрированным раствором едкого натра, в результате чего глинозём переходит в раствор в форме алюмината натрия (NaAl3О2). Из алюминатного раствора, очищенного от красного шлама, осаждают гидроокись алюминия (глинозём). Низкокачественные бокситы перерабатывают более сложным способом — методом спекания, при котором трёхкомпонентную шихту (смесь измельчённого боксита с известняком и содой) спекают при t 1250°С во вращающихся печах. Полученный спек выщелачивают оборотным щелочным раствором слабых концентраций. Осаждённую гидроокись отделяют и фильтруют. Параллельная комбинированная схема Байер — спекание предусматривает одновременную переработку на одном заводе высококачественных и низкосортных (высококремнистых) бокситов. Последовательная комбинированная схема этого метода включает переработку бокситов на глинозём вначале методом Байера и затем доизвлечение глинозёма из красных шлемов способом их спекания с известняком и содой. Основные бокситоносные районы (см. карту) находятся в Европейской части СССР, на Урале, в Казахстане.

Читайте также:  Для чего полезен клюквенный морс беременным

В Европейской части они известны в Архангельской области РСФСР (Иксинское и др.), на Среднем (Вежаю-Ворыквинское и др.) и Южном Тимане (Тимшерское, Пузлинское и др.), в Ленинградской (Тихвинское) и Белгородской (Висловское и др.) областях РСФСР. На Урале месторождения бокситов разрабатываются в Свердловской (Североуральский бокситоносный район) и Челябинской (Южно-Уральские месторождения) областях РСФСР. В пределах Северного Казахстана залежи бокситов сосредоточены в Кустанайской (Краснооктябрьское месторождение, Белинское, Аятское, Восточно-Аятское и другие месторождения) и Тургайской (Восточно-Тургайская группа месторождений) областей Казахской ССР. В восточной Сибири бокситы имеются в районе Чадобецкого поднятия Приангарья и в восточной Саяне (Боксонское).

Наиболее древние бокситы в СССР известны на Боксонском месторождении (докембрий, венд). Бокситы Северо-Уральской группы связаны с отложениями среднего девона, Среднетиманские — с отложениями среднего и верхнего девона. Бокситы Иксинского и Висловского месторождений залегают в отложениях нижнего карбона, месторождения Северного Казахстана сформировались в меловое и палеогеновое время и являются наиболее молодыми.

Крупными запасами бокситов обладает КНР (месторождения в провинция Шаньдун, Хэнань, Ганьсу, Юньнань, Ляонин, Шэньси и др.), ВНР (месторождения Халимба, Ньирад, Искасентдьёрдь, Гант и др.), СФРЮ (месторождения Власеница, Дрниш, плато Лика, Биела-Липа, Обровац, Никшич, Биела-Поляна), месторождения бокситов известны также в СРР, СРВ, КНДР.

В промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах запасы бокситов на начало 1982 составляли около 22 млрд. т, в т.ч. доказанные 13,5 млрд. т. Основные запасы бокситов приходятся на территории развивающихся стран — около 75% (16,7 млрд. т), в т.ч. доказанные около 75% (10,1 млрд. т). В развитых странах месторождения высококачественных бокситов известны в виде латеритных покровов на территории Австралии; удельный вес их в общих запасах примерно 20%. Основная часть бокситовых месторождений расположена на малоисследованных территориях стран тропического пояса, поэтому предполагается, что тенденция более быстрого роста запасов по сравнению с добычей будет сохраняться.

В 1974 создана Международная ассоциация бокситодобывающих стран (International Bauxite Association). В её состав вначале вошли Австралия, Гвинея, Ямайка, Гайана, Суринам и СФРЮ, затем Гана, Гаити и Доминиканская Республика. Значительными запасами бокситов обладают также Бразилия, Греция, Индия, Турция, США, Франция.

Добыча бокситов в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах в 1981 составила 73,0 млн. т, в т.ч. в развивающихся странах 40,9, в промышленно развитых 32,12. 1-е место по добыче бокситов занимает Австралия, затем Гвинея, Ямайка, Суринам, Бразилия, Гайана. В перспективе наибольшее увеличение мощностей по добыче бокситы предполагается в Австралии, Гвинее и Бразилии. По прогнозам (80-90-е гг.) абсолютное большинство глинозёмных заводов будет строиться в бокситодобывающих странах, и объём внешней торговли бокситов, составлявший в начале 80-х годов около 35 млн. т, будет возрастать относительно медленными темпами.

Источник

Бокситы: свойства и способы добычи в России и мире

Металлургия — важная сфера техники, экономики, науки в разных странах. Оборудование и сырье для данной отрасли ценится. Для образования алюминия и прочих целей металлургии используется камень боксит, о котором люди не знали еще 200 лет назад. А сейчас данный минерал активно добывается и применяется.

Но не всем известно название «бокситы». Разберемся, что это такое, для чего они используются, где добываются, какие имеют особенности и свойства.

Читайте также:  Здоровый малыш под редакцией

Что такое бокситы

Боксит — это натуральный камень, который может быть плотным или рыхлым, применяется в металлургии и промышленности. Это основная руда для получения алюминия, причем сырьем является материал, где алюминиевого глинозема содержится не менее 40 %.

Также в составе есть глинозем, процентное содержание которого может составлять 40–60 % и более. Химическая формула Al2O3*xH2O, но содержимое очень различается, могут находиться до 100 элементов таблицы Менделеева.

Внешне боксит напоминает глину, часто имеет кирпично-красный оттенок, но есть и другие красные цвета, от светлых до темных, иногда — белые, желтые, черные, серые. Однако боксит нерастворим в воде.

История и происхождение камня

Горная порода была обнаружена французским геологом Пьером Бертье в 1821 году, когда он нашел необычную скалу. Он годы проводил минералогические обследования, решил подробно изучить состав, но не выявил ничего особенного, и потерял интерес к камню. Но через десятки лет боксит стал популярным и известным.

В России месторождения боксита были найдены на Урале. Также камень был найден на юге Франции, от названия местности Les Baux и пошло название.

Впервые об удивительных свойствах камня люди узнали в 1855 году на французской выставке, где находится камень серебристого оттенка небольшого веса, но высокой прочности. Его подписали на выставке как «глиняное серебро».

Разновидности

Внешне бокситы представляют собой глиноподобную, а часто каменистую породу. Есть пористые, плотные, с ячеистым или землистым изломом.

По химическому составу выделяются следующие составы:

  • моногидроксидные. Это бемитовые и диаспоровые виды, где породообразующим минералом служит бемит или диаспор. Глинозем представлен в одной форме;
  • тригидроксидные (гиббситовые). Глинозем содержится в трехводной форме;
  • смешанные (сочетают два вида).

По структуре выделяются обломочные (в форме обломков) и конкреционные (округлые образования). Также горная порода может отличаться по текстуре (однородной, слоистой и пр.).

Физико-химические свойства

Порода имеет сложный состав. Состоит из разных химических веществ (гидроксида алюминия, силикатов и оксидов железа, кремния). Также может содержаться окись марганца, магния, кальция, двуокись титана, рутил и пр. Иногда встречаются карбонат кальция, магния, циркониевые, натриевые, фосфорные, хромовые, галлиевые, калиевые, ванадиевые соединения, могут быть примеси пирита. То есть химическая составляющая сильно колеблется. Показатели отличаются в первую очередь в зависимости от минералогической формы гидроксида алюминия, количества разных примесей.

Месторождение боксита является ценным, когда в камне есть много кремнезема и глинозема. Важное значение имеет вскрываемость руды, простота и легкость извлечения.

Бокситы отличаются физическими свойствами, внешним видом, поэтому по визуальным признакам качество определять сложно. Этим обусловлены трудности в поиске минерала, из-за чего породы исследуются под микроскопом, а потом принимается решение о добыче.

Основные физико-химические показатели минерала следующие:

  • твердость 2–6 по шкале Мооса;
  • непрозрачность;
  • отсутствие сингонии, аморфность минерала;
  • совершенная спайность;
  • электропроводность: диэлектрик;
  • плотность 2500–3500 кг/м3.

Если провести минералом по стеклу, то остается бурый или коричневый след. Удельный вес варьируется исходя из места добычи. Например, если содержится много кремнезема, то показатель равен 1,2 г/см3. Для плотных образцов с большим содержанием железа удельный вес составляет 2,8 г/см3.

Добыча

Для появления минералов требуется усиленное выветривание коренных алюмосодержащих пород. Из-за того, что процесс разрушения камня активно протекает в жарких местностях, большая часть бокситовых залежей расположена в тропическом регионе.

Свыше 90 % запасов руды находится в 18 странах мира. В Российской Федерации немного месторождений бокситов, сырье в основном импортируется. Наиболее качественные минералы добываются в Северно-Уральском регионе. Также есть месторождения в Бокситогорском районе, Архангельской, Белгородской, Свердловской и Ленинградской областях. Наиболее перспективный источник получения сырья — Средне-Тиманские месторождения, расположенные в Республике Коми. Разведанных запасов насчитывается более 250 миллионов тонн.

Читайте также:  Сбор для поджелудочной полезен

Наиболее крупные залежи расположены в следующих странах:

  • Гвинеи — примерно 20 млрд тонн;
  • Австрии — свыше 7 млрд тонн;
  • Бразилии — примерно 6 млрд тонн;
  • Вьетнаме — 3 млрд тонн;
  • Индонезии, Индии — 2,5 млрд тонн.

В Азербайджане, месторождении Заглик, разрабатывают редчайший вид боксита — алунит. Его запасов насчитывается свыше 200 тысяч тонн, но в Узбекистане также найдены залежи алунитовых руд. Они обнаружены в Гуштайском месторождении в примерном объеме 130 млн тонн. Но в настоящее время разработка месторождений не проводится, поэтому Азербайджан — единственная страна, где добываются алуниты.

Обработка горной породы

В основном бокситы добываются открытым методом, но иногда и подземным путем. Метод разработки месторождения зависит от характера залегания минеральных пород, концентрации металла в руде. Применяются разные технологии переработки, на которую влияет состав породы.

Производство алюминия состоит из следующих стадий:

  • получение из глинозема с помощью химических методов;
  • выделение очищенного металла с помощью электролиза алюминиевых фтористых солей.

Глинозем получают гидрохимическим методом Байера (спеканием) и комбинированием: параллельная и последовательная методика. Основная особенность технологии Байера основана на выщелачивании боксита с получением концентрированного натрия. После этого глинозем переходит в раствор алюмината натрия, который очищается с удалением красного шлама, осаждается глинозем. Далее проводится выщелачивание с получением алюминия.

Переработка бокситов низкого качества осуществляется по сложной технологии, когда проводится спекание измельченной смеси с известняком и содой при 120 градусах в специальных печах, которые в процессе работы вращаются. После этого полученный спек выщелачивают раствором низкой концентрации, осажденную гидроокись фильтруют.

Вышеперечисленные методы получения алюминия сложные, но с их помощью получаются максимальные объемы металла из руды.

Применение бокситов

Использование боксита в различных производственных сферах обусловлено универсальностью материала по физическим свойствам и минеральному составу. Чем больше гидроксида алюминия, тем ценнее минерал для промышленности. Учитывается объем кремнезема и прочих примесей.

Главное направление в применении бокситов и солей — образование чистого алюминия. К второстепенным сферам относятся:

  • лакокрасочная промышленность;
  • изготовление флюса — веществ, удаляющих с поверхностей, предназначенных для пайки, оксиды. Боксит применяется в черной металлургии при выплавлении мартеновской стали, увеличивает технические показатели продукции;
  • получение глиноземистого цемента после плавки;
  • размалывание глинозема и применение при нефтяных разливах на производстве;
  • изготовление пигментов из выделяемых соединений металлов;
  • получение при обработке в печах глиноземистого электрокорунда (стойкого огнеупорного материала повышенной твердости), применяемого в роли абразива. Дополнительно применяется антрацит в роли восстановителя, железных опилок;
  • нефтепереработка в роли сорбента.

Бокситы могут применяться в кораблестроении, самолетной и автомобильной сферах, военно-промышленном комплексе. Цементы из глинозема имеют высокую плотность, растворы их них быстро затвердевают, хорошо скрепляются с арматурным металлом. Выполненный с глиноземистым цементом бетон обладает стойкостью к кислым жидким средам, повышенным температурам.

Стоимость минерала

Расценки на боксит зависят от исходного качества. Также цена породы складывается от заказанного объема. Например, при оптовых закупках стоимость покупки значительно уменьшится.

Ценность породы

Найденные залежи руды не всегда разрабатываются. В некоторых случаях ее характеристики не подходят или оказывается нерациональной разработка. Перед добычей проводится оценка ценности и качества породы. Образцы исследуют на следующие показатели:

  • состав разных примесей, их долю. В ценной руде должно содержаться много кремнезема и глинозема;
  • вскрываемость, то есть легкость образования оксида алюминия. Это облегчает работу, делает ее выгодной и недорогой.

Определить качество металла по внешнему виду не получится, так как он быстро изменяется. Ценность выявляется после лабораторной экспертизы.

Бокситы — ценная находка для людей. Мировых запасов много, хватит на долгие годы.

Источник