Боксит ( / ˈ b ɔː k s aɪ t / ) — осадочная горная порода с относительно высоким содержанием алюминия . Это основной мировой источник алюминия и галлия . Боксит состоит в основном из алюминиевых минералов гиббсита ( Al(OH) 3 ), бемита (γ-AlO(OH)) и диаспора (α-AlO(OH)), смешанных с двумя оксидами железа гётитом (FeO(OH)) и гематит ( Fe 2 O 3 ), алюминиевый глинистый минерал каолинит ( Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ) и небольшие количества анатаза ( TiO 2 ) и ильменита ( FeTiO 3 или FeO·TiO 2 ). [1] [2] Боксит имеет тусклый блеск , красновато-коричневый, белый или коричневый цвет. [3]
В 1821 году французский геолог Пьер Бертье обнаружил боксит недалеко от деревни Ле Бо в Провансе , на юге Франции . [4] [5]
Добыча и переработка бокситов имеет многочисленные негативные последствия для окружающей среды и людей. Негативные последствия хорошо документированы, и существует множество примеров со всего мира. Эти воздействия включают разрушение окружающей среды, загрязнение воды и воздуха, а также деградацию почв. [6] [7]
Было предложено множество классификационных схем бокситов, но по состоянию на 1982 год [обновлять]единого мнения не было. [8]
Вадас (1951) отличал латеритные бокситы (силикатные бокситы) от карстовых бокситовых руд (карбонатных бокситов): [8]
В случае с Ямайкой недавний анализ почв показал повышенный уровень кадмия , что позволяет предположить, что бокситы происходят из миоценовых отложений вулканического пепла, возникших в результате эпизодов значительного вулканизма в Центральной Америке. [9]
Австралия является крупнейшим производителем бокситов, за ней следуют Гвинея и Китай . [10] Боксит обычно добывается открытым способом , поскольку он почти всегда находится вблизи поверхности местности , с небольшой вскрышной породой или вообще без нее . Увеличение переработки алюминия , которая требует меньше электроэнергии , чем производство алюминия из руд, может значительно расширить мировые запасы бокситов.
По состоянию на 2010 год [обновлять]примерно от 70% до 80% мирового производства сухих бокситов перерабатывается сначала в глинозем , а затем в алюминий путем электролиза . [12] Бокситовые породы обычно классифицируются в соответствии с их предполагаемым коммерческим применением: металлургические, абразивные, цементные, химические и огнеупорные. [13] [14]
Бокситовую руду обычно нагревают в сосуде под давлением вместе с раствором гидроксида натрия при температуре от 150 до 200 ° C (от 300 до 390 ° F). При этих температурах алюминий растворяется в виде алюмината натрия ( процесс Байера ). Соединения алюминия в боксите могут присутствовать в виде гиббсита (Al(OH) 3 ), бемита (AlOOH) или диаспора (AlOOH); различные формы алюминиевого компонента будут определять условия экстракции. Нерастворенные отходы, бокситовые хвосты , после извлечения соединений алюминия содержат оксиды железа , кремнезема , кальция , титана и некоторое количество непрореагировавшего глинозема . После отделения остатка фильтрованием при охлаждении жидкости осаждается чистый гиббсит, а затем затравливается мелкозернистым гидроксидом алюминия . Гиббсит обычно преобразуется в оксид алюминия Al 2 O 3 путем нагревания во вращающихся печах или кальцинаторах мгновенного испарения до температуры, превышающей 1000 °C (1830 °F). Этот оксид алюминия растворяется при температуре около 960 ° C (1760 ° F) в расплавленном криолите . Далее из этого расплавленного вещества можно получить металлический алюминий, пропуская через него электрический ток в процессе электролиза, который называется процессом Холла-Эру , названным в честь его американских и французских первооткрывателей.
До изобретения этого процесса и до процесса Девиля алюминиевую руду очищали путем нагревания руды вместе с элементарным натрием или калием в вакууме . Метод был сложным и требовал дорогостоящих в то время материалов. Это сделало ранний элементарный алюминий более дорогим, чем золото . [15]
В качестве насыпного груза боксит относится к грузу группы А, который может разжижаться при чрезмерной влажности. [16] Разжижение и эффект свободной поверхности могут привести к быстрому смещению груза внутри трюма и сделать судно нестабильным, что может привести к его затоплению. Одним из судов, предположительно затонувших таким образом, было MS Bulk Jupiter в 2015 году. [17] Одним из методов, который может продемонстрировать этот эффект, является «испытание банки», при котором образец материала помещается в цилиндрическую банку и ударяется о него. о поверхность много раз. [18] Если в канистре образуется влажная жижа , то существует вероятность разжижения груза; хотя, наоборот, даже если образец остается сухим, это не является убедительным доказательством того, что он останется таким и что его можно будет безопасно загружать.
Боксит является основным источником редкого металла галлия . [19]
При переработке боксита в глинозем по процессу Байера галлий накапливается в растворе гидроксида натрия . Из него его можно извлечь различными методами. Самым последним является использование ионообменной смолы . [20] Достижимая эффективность экстракции критически зависит от исходной концентрации в исходном боксите. При типичной концентрации сырья 50 ppm экстрагируется около 15 процентов содержащегося галлия. [20] Остальное поступает в потоки красного шлама и гидроксида алюминия . [21]
Бокситы также являются потенциальным источником ванадия . [22]
,_inside_Brazilian_Sarac%C3%A1-Taquera_National_Forest,_Par%C3%A1.jpg/1280px-Minera%C3%A7%C3%A3o_Rio_do_Norte_(MRN),_inside_Brazilian_Sarac%C3%A1-Taquera_National_Forest,_Par%C3%A1.jpg)
Социальные и экологические последствия добычи бокситов хорошо документированы. Большинство мировых месторождений бокситов можно найти на глубине от 1 до 20 метров (от 3 футов 3 дюйма до 65 футов 7 дюймов) от земной поверхности. [6] [23] Полосная добыча является наиболее распространенным методом, используемым для добычи неглубоких бокситов. [23] Этот процесс включает в себя удаление растительности, верхнего слоя почвы и вскрышных пород , чтобы обнажить бокситовую руду. [23] Поверхностный слой почвы обычно складируется для восстановления шахты после завершения работ. [23] В процессе добычи полезных ископаемых биоразнообразие и среда обитания, когда-то существовавшие в этом районе, полностью теряются, а гидрологические и почвенные характеристики в регионе постоянно изменяются. [23] Другие экологические последствия добычи бокситов включают деградацию почвы , загрязнение воздуха и воды . [6]
Красный шлам представляет собой высокощелочной шлам с высоким pH около 13, который является побочным продуктом процесса Байера . [24] Он содержит несколько элементов, таких как алюмосиликат натрия , титанат кальция , моногидрат алюминия и тригидрат алюминия, которые не разлагаются в природе. При неправильном хранении красная грязь может загрязнять почву и воду, что может привести к локальному вымиранию всего живого. Красная грязь стала причиной гибели всего живого в реке Маркал в Венгрии после разлива, произошедшего в 2010 году. Когда красная грязь высыхает, она превращается в пыль, которая может вызвать заболевания легких, рак и врожденные дефекты. [24]
В тропических регионах Азии, Центральной Африки, Южной Америки и северной Австралии наблюдается рост добычи бокситов на традиционных и коренных землях. [23] Это привело к ряду негативных социальных последствий для местного и коренного населения. [7] В регионе Боке в Гвинее произошло значительное увеличение нагрузки на местное население от добычи бокситов. Это привело к проблемам с питьевой водой, загрязнению воздуха, продуктов питания и спорам об экспроприации земель из-за неправомерной компенсации. [7]
Добыча бокситов привела к протестам, гражданским беспорядкам и жестоким конфликтам в Гвинее, Гане, Вьетнаме и Индии. [24]
Гвинея имеет долгую историю конфликтов, связанных с добычей полезных ископаемых, между общинами и горнодобывающими компаниями. [ нужна ссылка ] В период с 2015 по 2018 год новые операции по добыче бокситов в регионе Боке в Гвинее стали причиной 35 конфликтов, которые включают в себя восстания и блокаду дорог. Эти конфликты привели к человеческим жертвам, разрушению тяжелой техники и повреждению правительственных зданий. [ нужна цитата ]
Хребет Атева в Гане, классифицированный как экологически важный лесной заповедник площадью 17 400 га (43 000 акров), в последнее время стал местом конфликтов и разногласий вокруг добычи боксита . [25] Лесной заповедник является одним из двух горных вечнозеленых лесов в Гане и составляет значительную часть оставшихся 20% лесной среды обитания, оставшейся в Гане. Хребет Атева находится под юрисдикцией традиционной территории Акием Абуаква и находится под надзором короля, известного как Окьенхене. [25] В 2013 году неправительственная организация A Rocha Ghana провела саммит с участием комиссии по лесному и водному хозяйству, министра земель, министра окружающей среды и других важных заинтересованных сторон. Они пришли к выводу, что ни одно будущее правительство не должно добывать бокситы в регионе, поскольку этот заповедник имеет важное экологическое и культурное значение. [25] В 2016 году правительство вместе с неправительственными организациями начало процесс преобразования заповедника в национальный парк. Однако в том же году состоялись выборы, и прежде чем они стали официальными, новоизбранная Национально-патриотическая партия (НПП) отклонила этот план. [25] В 2017 году правительство Ганы подписало Меморандум о взаимопонимании с Китаем по развитию новой инфраструктуры по добыче бокситов в Гане. Хотя официального плана разминирования лесного заповедника Атева не было, напряженность между местными сообществами, НПО и правительством начала расти. В 2019 году напряженность начала достигать пика, когда правительство представило Закон Ганы об интегрированном управлении по развитию бокситов и алюминия , который создаст правовую основу, необходимую для развития и создания интегрированной бокситовой промышленности. [25] В мае того же года правительство начало бурить глубокие ямы в заповеднике. Эти действия вызвали несколько протестов, в том числе 95-километровый (59 миль) марш от заповедника к президентскому дворцу, информационную кампанию на рекламных щитах под руководством А. Роча Гана и молодежный марш. [25] В 2020 году компания A Rocha Ghana также подала в суд на правительство по поводу бурения в заповеднике после того, как не предоставила заявления, объясняющего свои действия. [25]
В начале 2009 года правительство Вьетнама предложило план минирования отдаленных районов центрального нагорья. [24] Это предложение было весьма спорным и вызвало общенациональные дебаты и самый значительный внутренний конфликт со времен войны во Вьетнаме . Правительственные ученые, журналисты, религиозные лидеры, высокопоставленные государственные чиновники в отставке и генерал Вы Нгуен Зиап , военный лидер антиколониальной революции, были среди многих людей во вьетнамском обществе, которые выступали против планов правительства. [24] В попытке остановить распространение информации по всему миру, правительство запретило отечественным журналистам освещать добычу бокситов. Однако репортеры обратились к веб-сайтам и блогам на вьетнамском языке, где репортажи и обсуждения продолжились. 12 апреля 2009 года несколько уважаемых вьетнамских ученых подали петицию против добычи бокситов, которую подписали 135 выдающихся и известных «интеллектуалов». [24] Эта петиция помогла объединить разрозненное антибокситовое движение в единую оппозицию государству. Эти акты неповиновения правительству были встречены репрессивными действиями государства. Многие отечественные онлайн-репортеры были арестованы, а также были приняты законодательные меры по пресечению научных исследований. [24]
Большая часть запасов бокситовой руды Индии, входящих в десятку крупнейших в мире, расположена на землях племен. [26] Эти племенные земли густонаселены и являются домом для более чем 100 миллионов коренных индейцев. Горные вершины, расположенные на этих землях, служат источником воды и вносят большой вклад в плодородие региона. [26] Индийская бокситовая промышленность заинтересована в освоении этой земли для производства алюминия, что представляет большой риск для наземных и водных экосистем. Исторически коренные народы, живущие на этих землях, оказывали сопротивление развитию и выступают против любых новых проектов по добыче бокситов в этом районе. Это привело к жестоким конфликтам между коренными народами и полицией. [26] 16 декабря 2000 г. полиция убила трех протестующих из числа коренного населения и ранила более дюжины во время протеста по поводу проекта бокситов в районе Кашипура. [26]
