Boksit: glavna ruda aluminija.

Vsebina

• Kaj je boksit?
• Kaj je sestava boksitov?
• Fizikalne lastnosti boksita
• Boksit se uporablja za proizvodnjo aluminija
• Uporaba boksita kot abraziva
• Uporaba boksita kot proppant
• Nadomestki za boksit
• Naselbine boksita

Boksit iz Little Roka v Arkanzasu, ki ima navado pištolitov in značilno obarvanje z rdečim železom. Vzorec je velik približno 10 centimetrov.

Kaj je boksit?

Mnogi ljudje so presenečeni, ko izvejo, da boksit ni mineral. Je kamnina, sestavljena večinoma iz mineralov, ki vsebujejo aluminij. Oblikuje se pri poznejših tleh močno izluženih silicijevega dioksida in drugih topnih materialov v vlažnem tropskem ali subtropskem podnebju.

Boksit je primarna ruda aluminija. Skoraj ves aluminij, ki je bil kdaj proizveden, je bil pridobljen iz boksita. Združene države imajo nekaj majhnih nahajališč boksita, vendar se vsaj 99% boksita, ki se uporablja v ZDA, uvozi. ZDA so tudi velik uvoznik aluminijastih kovin.

Kaj je sestava boksitov?

Boksit nima posebne sestave. Gre za mešanico vodnih aluminijevih oksidov, aluminijevih hidroksidov, mineralov gline in netopnih materialov, kot so kremen, hematit, magnetit, siderit in goetit. Minerali aluminija v boksitu lahko vključujejo: gigabito Al (OH)₃, boehmite AlO (OH) in diaspore, AlO (OH).

Fizikalne lastnosti boksita

Boksit je navadno mehak material s trdoto le 1 do 3 po Mohsovi lestvici. Je od bele do sive do rdečkasto rjave barve s pisolitično strukturo, zemeljskim sijajem in nizko specifično težo med 2,0 in 2,5. Te lastnosti so koristne za prepoznavanje boksita; vendar nimajo nobene zveze z vrednostjo ali uporabnostjo boksitov. To je zato, ker se boksit skoraj vedno predela v drug material s fizikalnimi lastnostmi, ki se bistveno razlikujejo od boksita.

Pisoliti v boksitu: Pogled od blizu na vzorec boksita na fotografiji na vrhu strani. Ta fotografija prikazuje podrobnosti o pišolitih.

Boksit se uporablja za proizvodnjo aluminija

Boksit je glavna ruda aluminija. Prvi korak pri proizvodnji aluminija je drobljenje boksita in njegovo čiščenje s postopkom Bayer. Pri Bayerjevem procesu se boksit opere v vroči raztopini natrijevega hidroksida, ki iz boksita izluži aluminij. Aluminij je oborjen iz raztopine v obliki aluminijevega hidroksida, Al (OH)₃. Nato se aluminijev hidroksid kalcinira, da nastane glinica, Al₂O₃.

Aluminij se tali iz glinice z uporabo postopka Hall-Heroult. V postopku Hall-Heroult se glinica raztopi v staljeni kopeli kriolita (Na₃AlF₆). Staljeni aluminij se z raztopino odstrani iz raztopine. Ta postopek porabi ogromno električne energije. Aluminij se običajno proizvaja tam, kjer so stroški električne energije zelo nizki. Velik del aluminija, ki se uporablja v ZDA, se proizvede v Kanadi s pomočjo hidroelektrarn.

Boksit brez pisolita: Boksiti iz Demerare, Gvajana. Nekateri primerki boksita nimajo struktur pisolita. Vzorec je velik približno 10 centimetrov.

Uporaba boksita kot abraziva

Kalcinirana glinica je sintetični korund, ki je zelo trden material (9 na lestvici Mohsove trdote). Kalcinirana glinica se drobi, ločuje po velikosti in uporablja kot abraziv. Aluminij oksidni brusni papir, polirni praški in polirne suspenzije so izdelani iz kalcinirane glinice.

Sintrani boksit se pogosto uporablja kot brusni brusni material. Nastane z drobljenjem boksita v prah in nato zlivanjem v kroglične kroglice pri zelo visoki temperaturi. Te kroglice so zelo trde in zelo trpežne. Kroglice so nato razvrščene po velikosti za uporabo v različnih vrstah opreme za peskanje in za različne namene peskanja. Njihova okrogla oblika zmanjšuje obrabo dostavne opreme.

Kompleti za rock in minerale: Naberite komplet za kamnino, minerale ali fosile, če želite izvedeti več o zemeljskih materialih. Najboljši način za spoznavanje kamnin je, da so na voljo vzorci za testiranje in pregled.

Uporaba boksita kot proppant

Sintrani boksit se uporablja tudi kot ojačitev oljnega polja. Pri vrtanju nafte in zemeljskega plina se akumulacijska skala pogosto zlomi s črpanjem tekočin v vrtino pod zelo visokimi tlaki. Tlak naraste do zelo visokih ravni, ki povzročajo zlom skrivnega rezervoarja iz skrilavca. Ko pride do loma, voda in suspendirani delci, znani kot "proppanti", vdrejo v zlome in jih potisnejo odprte. Ko so črpalke izklopljene, se zlomi zaprejo in ujamejo propantne delce v rezervoarju. Če v rezervoarju ostane zadostno število delcev, odpornih proti drobim, se zlomi odprejo, kar omogoči pretok nafte ali zemeljskega plina iz kamnin v vodnjak. Ta postopek je znan kot hidravlično lomljenje.

Boksit v prahu se lahko zlije v drobne kroglice pri zelo visokih temperaturah. Te kroglice imajo zelo visoko odpornost na drobljenje, zaradi česar so primerne kot propinant. Lahko se proizvajajo v skoraj vseh velikostih in v območju specifične teže. Specifična teža kroglic in njihova velikost se lahko ujemata z viskoznostjo tekočine s hidravličnim lomljenjem in z velikostjo zlomov, ki naj bi se razvili v skali. Izdelani propanti ponujajo širok izbor velikosti zrn in specifične teže v primerjavi z naravnim propantom, znanim kot frak pesek.

Nadomestki za boksit

Svetovni viri boksita zadostujejo za desetletja proizvodnje po trenutnih hitrostih. Za izdelavo glinice se lahko namesto boksita uporabljajo drugi materiali. Glineni minerali, alunit, anortozit, pepel elektrarne in skrilavca se lahko uporabljajo za proizvodnjo glinice, vendar z večjimi stroški z različnimi postopki. Namesto abrazivov na osnovi boksita se včasih uporabljajo silicijev karbid in sintetični korund. Namesto ognjevzdržnih materialov na osnovi boksita se včasih uporabljajo sintetični mullit in magnezijev oksid iz magnezita.

Naselbine boksita

Boksit najdemo v izobilju na številnih lokacijah po svetu. V letu 2017 je bilo deset vodilnih držav, ki proizvajajo boksit: Avstralija, Kitajska, Brazilija, Indija, Gvineja, Jamajka, Rusija in Kazahstan. Vsaka od teh držav ima dovolj rezerv za dolgoletno proizvodnjo. Nekateri imajo rezerve za več kot 100 let proizvodnje.

ZDA imajo v Arkansasu, Alabami in Gruziji majhne količine boksita; vendar je v ZDA zelo malo rudarjenja boksita, uvoženo pa je vsaj 99% porabe.