Съдържание
- Какво е боксит?
- Какво представлява бокситите?
- Физични свойства на боксита
- Боксит, използван за производство на алуминий
- Използване на боксит като абразив
- Използване на боксит като проппант
- Заместители на боксит
- Места на бокситите
боксит от Литъл Рок, Арканзас, проявяващ пилилитичен навик и характерно оцветяване с червено желязо. Екземплярът е с размери приблизително 4 инча (10 сантиметра).
Какво е боксит?
Много хора се изненадват, когато научават, че бокситът не е минерал. Това е скала, съставена предимно от алуминиеви минерали. Образува се, когато латеритните почви са силно излужени от силициев диоксид и други разтворими материали във влажен тропически или субтропичен климат.
Бокситът е основната руда на алуминия. Почти целият алуминий, който някога е произведен, е извлечен от боксит. Съединените щати имат няколко малки бокситни находища, но поне 99% от бокситите, използвани в Съединените щати, се внасят. САЩ също са основен вносител на алуминиев метал.
Какво представлява бокситите?
Бокситът няма специфичен състав. Това е смес от водородни алуминиеви оксиди, алуминиеви хидроксиди, глинести минерали и неразтворими материали като кварц, хематит, магнетит, сидерит и гоетит. Алуминиевите минерали в боксит могат да включват: гиб-сайт Al (OH)3, бехмит AlO (OH) и, диаспора, AlO (OH).
Физични свойства на боксита
Бокситът обикновено е мек материал с твърдост само от 1 до 3 по скалата на Mohs. Той е от бяло до сиво до червеникавокафяво с пиолитна структура, земен блясък и ниска специфична гравитация между 2,0 и 2,5. Тези свойства са полезни за идентифициране на боксит; те обаче нямат нищо общо със стойността или полезността на бокситите. Това е така, защото бокситът почти винаги се преработва в друг материал с физически свойства, които ясно се различават от бокситите.
Пизолити в боксит: Изглед отблизо на екземпляра от боксит на снимката в горната част на страницата. Тази снимка показва подробности за писолитите.
Боксит, използван за производство на алуминий
Бокситът е основната руда на алуминия. Първата стъпка в производството на алуминий е смазването на боксита и пречистването му с помощта на Байеровия процес. При процеса на Байер бокситът се промива в горещ разтвор на натриев хидроксид, който изтича алуминий от боксита. Алуминият се утаява от разтвора под формата на алуминиев хидроксид, Al (OH)3, След това алуминиевият хидроксид се калцинира до образуване на алуминиев оксид, Al2О3.
Алуминият се топи от алуминиев двуокис, използвайки процеса на Hall-Heroult. В процеса на Hall-Heroult, алуминият се разтваря в разтопена вана с криолит (Na3Alf6). Разтопеният алуминий се отстранява от разтвора чрез електролиза. Този процес използва огромно количество електроенергия. Алуминият обикновено се произвежда там, където разходите за електроенергия са много ниски. Голяма част от алуминия, използван в САЩ, се произвежда в Канада, използвайки хидроелектрическа енергия.
Боксит без писолити: Боксит от Демерара, Гвиана. Някои екземпляри от боксит нямат пизолитни структури. Екземплярът е с размери приблизително 4 инча (10 сантиметра).
Използване на боксит като абразив
Калцинираният алуминий е синтетичен корунд, който е много твърд материал (9 по скалата на твърдост на Mohs). Калцинираният алуминий се натрошава, отделя се по размер и се използва като абразив. Алуминиевият окисен шкурка, полиращите прахове и полиращите суспензии са направени от калциниран алуминий.
Спеченият боксит често се използва като пясъкоструен абразив. Произвежда се чрез раздробяване на боксит до прах и след това го съединява в сферични топчета при много висока температура. Тези мъниста са много твърди и много издръжливи. След това мънистата се сортират по размер за използване в различни видове оборудване за пясъкоструене и за различни приложения за пясъкоструене. Кръглата им форма намалява износването на доставящото оборудване.
Рок и минерални комплекти: Вземете комплект от скали, минерали или изкопаеми, за да научите повече за земните материали. Най-добрият начин да научите за скалите е да имате на разположение образци за тестване и изследване.
Използване на боксит като проппант
Агломерираният боксит се използва и като маслено поле. При сондиране на нефт и природен газ скалата на резервоара често се разрушава чрез изпомпване на течности в кладенеца при много високо налягане. Налягането нараства до много високи нива, които причиняват счупване на шистов резервоар. Когато се получи раздробяване, вода и суспендирани частици, известни като "проппанти", се втурват в счупванията и ги избутват отворени. Когато помпите са изключени, счупванията се затварят, улавяйки пропипантните частици в резервоара. Ако в резервоара останат адекватен брой устойчиви на разрушаване частици, счупванията ще бъдат „отворени“, което ще позволи изтичане на нефт или природен газ от скалите и в кладенеца. Този процес е известен като хидравлично разбиване.
Бокситът на прах може да се слепи в мъниста мъниста при много високи температури. Тези мъниста имат много висока устойчивост на раздробяване и това ги прави подходящи като успокояващо. Те могат да бъдат произведени в почти всякакъв размер и в диапазон от специфична гравитация. Специфичната гравитация на топчетата и техният размер могат да бъдат съпоставени с вискозитета на течността за хидравлично разрушаване и с размера на счупванията, които се очаква да се развият в скалата. Произведените проппанти осигуряват богат избор на размер на зърното и специфична гравитация в сравнение с естествен проппант, известен като фрак пясък.
Заместители на боксит
Световните бокситни ресурси са достатъчни за десетилетия на производство при текущи темпове. Други материали могат да се използват вместо боксити за производство на алуминиев оксид. Глинените минерали, алунитът, анортозитът, пепелта на електроцентралите и нефтените шисти могат да бъдат използвани за производството на алуминиев оксид, но на по-високи разходи, като се използват различни процеси. Силициевият карбид и синтетичният корунд понякога се използват вместо абразиви на базата на боксит. На мястото на огнеупорите на базата на боксит понякога се използват синтетичен мулит и магнезиев оксид, произведен от магнезит.
Места на бокситите
Бокситът се среща в изобилие на много места по света. През 2017 г. десетте водещи страни за производство на боксити бяха: Австралия, Китай, Бразилия, Индия, Гвинея, Ямайка, Русия и Казахстан. Всяка от тези страни има достатъчно резерви за продължително производство. Някои имат резерви за над 100 години производство.
Съединените щати имат малки количества боксит в Арканзас, Алабама и Джорджия; все пак, в САЩ има много малко добив на боксит и поне 99% от потреблението се внася.