Boksīts: galvenā alumīnija rūda.

Saturs

• Kas ir boksīts?
• Kas ir boksītu sastāvs?
• Boksīta fizikālās īpašības
• Boksīts, ko izmanto alumīnija ražošanā
• Buksīta izmantošana kā abrazīvu
• Boksīta kā pareģenta izmantošana
• Bauksīta aizstājēji
• Boksīta apdzīvotās vietas

Boksīts no Little Rock, Arkanzasa, uzrādot pikolītu ieradumu un raksturīgu sarkanā dzelzs krāsojumu. Parauga šķērsgriezums ir aptuveni 4 collas (10 centimetri).

Kas ir boksīts?

Daudzi cilvēki ir pārsteigti, uzzinot, ka boksīts nav minerāls. Tas ir iezis, kas sastāv galvenokārt no alumīnija saturošiem minerāliem. Tas veidojas, ja laterīta augsnēs ir smagi izskalots silīcija dioksīds un citi šķīstoši materiāli mitrā tropu vai subtropu klimatā.

Boksīts ir galvenā alumīnija rūda. Gandrīz viss alumīnijs, kas jebkad ir ražots, ir iegūts no boksīta. Amerikas Savienotajās Valstīs ir dažas mazas boksītu atradnes, bet vismaz 99% no Amerikas Savienotajās Valstīs izmantotā boksīta ir importēti. Amerikas Savienotās Valstis ir arī liels alumīnija importētājs.

Kas ir boksītu sastāvs?

Boksītam nav īpaša sastāva. Tas ir hidrētu alumīnija oksīdu, alumīnija hidroksīdu, māla minerālu un nešķīstošu materiālu, piemēram, kvarca, hematīta, magnetīta, siderīta un goetīta, maisījums. Alumīnija minerāli boksītā var ietvert: gibbsītu Al (OH)₃, boehmīts AlO (OH) un, diaspora, AlO (OH).

Boksīta fizikālās īpašības

Boksīts parasti ir mīksts materiāls, kura cietība pēc Mosa skalas ir tikai no 1 līdz 3. Tas ir no baltas līdz pelēks vai sarkanbrūns ar pisolitisku struktūru, zemes spīdumu un zemu īpatnējo svaru no 2,0 līdz 2,5. Šīs īpašības ir noderīgas boksīta identificēšanai; tomēr viņiem nav nekā kopīga ar boksītu vērtību vai lietderību. Tas notiek tāpēc, ka boksītu gandrīz vienmēr pārstrādā citā materiālā, kura fizikālās īpašības ievērojami atšķiras no boksīta.

Pisolīti boksītā: Precīzs attēls ar boksīta paraugu fotoattēlā lapas augšpusē. Šajā fotoattēlā parādīta sīpolītu sīka informācija.

Boksīts, ko izmanto alumīnija ražošanā

Boksīts ir galvenā alumīnija rūda. Pirmais alumīnija ražošanas solis ir sasmalcināt boksītu un attīrīt to, izmantojot Bayer procesu. Beijera procesā boksītu mazgā karstā nātrija hidroksīda šķīdumā, kas no boksīta izskalo alumīniju. Alumīnijs tiek izgulsnēts no šķīduma alumīnija hidroksīda, Al (OH) formā₃. Pēc tam kalcinē alumīnija hidroksīdu, veidojot alumīnija oksīdu Al₂O₃.

Alumīnijs tiek kausēts no alumīnija, izmantojot Hall-Heroult procesu. Hall-Heroult procesā alumīnija oksīdu izšķīdina kriolīta (Na₃AlF₆). Izkausēto alumīniju no šķīduma noņem elektrolīzes ceļā. Šis process patērē milzīgu daudzumu elektrības. Alumīniju parasti ražo tur, kur elektrības izmaksas ir ļoti zemas. Liela daļa alumīnija, ko izmanto Amerikas Savienotajās Valstīs, tiek ražoti Kanādā, izmantojot hidroelektrisko enerģiju.

Boksīts bez pisolītiem: Boksīts no Demeraras, Gajānā. Dažiem boksīta paraugiem nav pisolitic struktūras. Parauga šķērsgriezums ir aptuveni 4 collas (10 centimetri).

Buksīta izmantošana kā abrazīvu

Kalcinēts alumīnija oksīds ir sintētisks korunds, kas ir ļoti ciets materiāls (9 pēc Mosa cietības skalas). Kalcinēts alumīnija oksīds tiek sasmalcināts, atdalīts ar izmēru un izmantots kā abrazīvs līdzeklis. Alumīnija oksīda smilšpapīrs, pulēšanas pulveri un pulēšanas suspensijas ir izgatavotas no kalcinēta alumīnija oksīda.

Kausētais boksīts bieži tiek izmantots kā smilšstrūklas abrazīvs līdzeklis. To iegūst, sasmalcinot boksītu pulverī un pēc tam sakausējot to lodveida lodītēs ļoti augstā temperatūrā. Šīs krelles ir ļoti cietas un ļoti izturīgas. Pēc tam lodītes tiek sakārtotas pēc lieluma, lai tās izmantotu dažāda veida smilšu strūklas iekārtās un dažādiem smilšu strūklas lietojumiem. To apaļā forma samazina piegādes aprīkojuma nodilumu.

Akmens un minerālu komplekti: Iegūstiet akmeņu, minerālu vai fosiliju komplektu, lai uzzinātu vairāk par Zemes materiāliem. Labākais veids, kā uzzināt par klintīm, ir, lai būtu pieejami paraugi pārbaudei un pārbaudei.

Boksīta kā pareģenta izmantošana

Kausētais boksīts tiek izmantots arī kā naftas lauka papildinātājs. Veicot naftas un dabasgāzes urbumu, rezervuāra iezis bieži saplīst, sūknējot šķidrumus urbumā ļoti augsta spiediena ietekmē. Spiediens palielinās līdz ļoti augstam līmenim, kas izraisa slānekļa rezervuāra iežu lūzumu. Kad notiek sadrumstalotība, ūdens un suspendētās daļiņas, kas pazīstamas kā "proppants", nonāk lūzumos un izspiež tos vaļā. Kad sūkņi tiek izslēgti, lūzumi aizveras, ieslodzot rezervuārā esošās propanta daļiņas. Ja rezervuārā paliek pietiekams skaits izturīgu pret saspiešanu daļiņu, lūzumi tiks "atvērti" atvērti, ļaujot no klintīm un urbuma izplūst eļļai vai dabasgāzei. Šis process ir pazīstams kā hidrauliskā skaldīšana.

Boksīta pulveri var sakausēt sīkās lodītēs ļoti augstā temperatūrā. Šīm pērlītēm ir ļoti augsta izturība pret drupināšanu, un tas padara tās piemērotas kā virzītājspēks. Tos var ražot gandrīz jebkura izmēra un ar īpatnējo masu. Krelles īpatnējais smagums un to lielums var tikt pielīdzināts hidrauliskā sagraušanas šķidruma viskozitātei un lūzumu lielumam, kas, domājams, veidosies klintī. Rūpnieciski ražotās palīgvielas nodrošina plašu graudu lieluma un īpatnējā svara izvēli, salīdzinot ar dabisko izkliedētāju, kas pazīstams kā frac smiltis.

Bauksīta aizstājēji

Pasaules boksīta resursi ir atbilstoši ražošanas apjomiem gadu desmitiem pēc pašreizējās likmes. Alumīnija oksīda ražošanai boksīta vietā varētu izmantot citus materiālus. Māla minerālus, alunītu, anortosītu, spēkstacijas pelnus un degslānekli varētu izmantot alumīnija oksīda ražošanai, bet par lielākām izmaksām, izmantojot dažādus procesus. Boksīta bāzes abrazīvu vietā dažreiz izmanto silīcija karbīdu un sintētisko korundu. Ugunsizturīgo materiālu uz boksītu vietā dažreiz izmanto sintētisko mullītu un magnēzija oksīdu, kas izgatavots no magnezīta.

Boksīta apdzīvotās vietas

Boksīts ir sastopams daudzās vietās visā pasaulē. 2017. gadā desmit vadošās boksītu ražotājvalstis bija Austrālija, Ķīna, Brazīlija, Indija, Gvineja, Jamaika, Krievija un Kazahstāna. Katrā no šīm valstīm ir pietiekami daudz rezervju daudzu gadu nepārtrauktai ražošanai. Dažiem ir rezerves vairāk nekā 100 gadu ražošanas apjomam.

Amerikas Savienotajās Valstīs Arkanzasā, Alabamas štatā un Gruzijā ir neliels daudzums boksīta; tomēr Amerikas Savienotajās Valstīs ir ļoti maz boksīta ieguves, un vismaz 99% no patēriņa tiek importēti.