Боксит ( / ˈ b ɔː k s aɪ t / ) — осадочная горная порода с относительно высоким содержанием алюминия . Это основной источник алюминия и галлия в мире . Боксит состоит в основном из алюминиевых минералов гиббсита ( Al(OH) 3 ), бёмита (γ-AlO(OH)) и диаспора (α-AlO(OH)), смешанных с двумя оксидами железа гётитом (FeO(OH)) и гематитом ( Fe 2 O 3 ), алюминиевым глинистым минералом каолинитом ( Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 ) и небольшим количеством анатаза ( TiO 2 ) и ильменита ( FeTiO 3 или FeO·TiO 2 ). [1] [2] Боксит выглядит тусклым по блеску и имеет красновато-коричневый, белый или желтовато-коричневый цвет. [3]
В 1821 году французский геолог Пьер Бертье обнаружил бокситы недалеко от деревни Ле-Бо в Провансе , на юге Франции . [4] [5]
Было предложено множество схем классификации бокситов, но по состоянию на 1982 год [обновлять]единого мнения не было. [6]
Вадас (1951) различал латеритные бокситы (силикатные бокситы) и карстовые бокситовые руды (карбонатные бокситы): [6]
В случае Ямайки недавний анализ почв показал повышенный уровень кадмия , что позволяет предположить, что бокситы происходят из миоценовых отложений вулканического пепла , образовавшихся в результате значительного вулканизма в Центральной Америке. [7]
Австралия является крупнейшим производителем бокситов, за ней следуют Гвинея и Китай . [8] Бокситы обычно добываются открытым способом , поскольку они почти всегда находятся вблизи поверхности местности , с небольшим количеством или без вскрыши . Увеличение переработки алюминия , которая требует меньше электроэнергии , чем производство алюминия из руды, может значительно расширить мировые запасы бокситов.
По состоянию на 2010 год [обновлять], приблизительно от 70% до 80% мирового производства сухих бокситов перерабатывается сначала в глинозем , а затем в алюминий методом электролиза . [10] Бокситовые породы обычно классифицируются в соответствии с их предполагаемым коммерческим применением: металлургическое, абразивное, цементное, химическое и огнеупорное. [11] [12]
Бокситовая руда обычно нагревается 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 ), бёмита (AlOOH) или диаспора (AlOOH); различные формы алюминиевого компонента будут определять условия извлечения. Нерастворенные отходы, бокситовые хвосты , после извлечения соединений алюминия содержат оксиды железа , кремнезем , кальций , титан и некоторое количество непрореагировавшего глинозема . После отделения остатка фильтрацией чистый гиббсит осаждается при охлаждении жидкости, а затем затравливается мелкозернистым гидроксидом алюминия . Гиббсит обычно преобразуется в оксид алюминия , Al2O3 , путем нагревания во вращающихся печах или флюидных флэш-кальцинаторах до температуры свыше 1000 °C (1830 °F). Этот оксид алюминия растворяется при температуре около 960 °C (1760 °F) в расплавленном криолите . Затем это расплавленное вещество может давать 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 алюминиевая руда очищалась путем нагрева руды вместе с элементарным натрием или калием в вакууме . Метод был сложным и потреблял материалы, которые сами по себе были дорогими в то время. Это сделало ранний элементарный алюминий более дорогим, чем золото . [13]
Как навалочный груз , боксит относится к грузам Группы А, которые могут разжижаться, если они чрезмерно влажные. [14] Разжижение и эффект свободной поверхности могут привести к быстрому смещению груза внутри трюма и сделать судно неустойчивым, что может привести к его затоплению. Одним из судов, предположительно затонувших таким образом, было MS Bulk Jupiter в 2015 году. [15] Одним из методов, который может продемонстрировать этот эффект, является «тест банки», при котором образец материала помещают в цилиндрическую банку и ударяют о поверхность много раз. [16] Если в банке образуется влажная суспензия , то существует вероятность разжижения груза; хотя, наоборот, даже если образец остается сухим, это не является окончательным доказательством того, что он останется таким или что он безопасен для погрузки.
Бокситы являются основным источником редкого металла галлия . [17]
Во время переработки боксита в глинозем в процессе Байера галлий накапливается в растворе гидроксида натрия . Из него его можно извлечь различными способами. Самым последним является использование ионообменной смолы . [18] Достижимая эффективность извлечения критически зависит от исходной концентрации в исходном боксите. При типичной концентрации исходного сырья 50 ppm извлекается около 15 процентов содержащегося галлия. [18] Оставшаяся часть попадает в потоки красного шлама и гидроксида алюминия . [19]
Бокситы также являются потенциальным источником ванадия . [20]
,_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 в пределах от 1 до 20 метров (от 3 футов 3 дюймов до 65 футов 7 дюймов) от поверхности земли. [21] [22] Добыча открытым способом является наиболее распространенной технологией, используемой для добычи неглубоких бокситов. [22] Этот процесс включает удаление растительности, верхнего слоя почвы и вскрыши для обнажения бокситовой руды. [22] Вышележащая почва обычно складируется для восстановления рудника после завершения работ. [22] В процессе добычи открытым способом биоразнообразие и среда обитания, когда-то присутствовавшие в этом районе, полностью теряются, а гидрологические и почвенные характеристики в регионе постоянно изменяются. [22] Другие экологические последствия добычи бокситов включают деградацию почвы , загрязнение воздуха и воды . [21]
Красный шлам — это сильнощелочной шлам с высоким pH около 13, который является побочным продуктом процесса Байера . [23] Он содержит несколько элементов, таких как алюмосиликат натрия , титанат кальция , моногидрат алюминия и тригидрат алюминия, которые не распадаются в природе. При неправильном хранении красный шлам может загрязнять почву и воду, что может привести к локальному вымиранию всей жизни. Красный шлам был ответственен за гибель всей жизни в реке Маркал в Венгрии после разлива, произошедшего в 2010 году. Когда красный шлам высыхает, он превращается в пыль, которая может вызвать заболевания легких, рак и врожденные дефекты. [23]
В тропических регионах Азии, Центральной Африки, Южной Америки и Северной Австралии наблюдается увеличение добычи бокситов на традиционных и коренных землях. [22] Это привело к ряду негативных социальных последствий для местных и коренных народов. [24] В регионе Боке в Гвинее наблюдается значительное увеличение давления добычи бокситов на местное население. Это привело к проблемам с питьевой водой, загрязнению воздуха, заражению продуктов питания и спорам об экспроприации земель из-за ненадлежащей компенсации. [24]
Добыча бокситов привела к протестам, гражданским беспорядкам и жестоким конфликтам в Гвинее, Гане, Вьетнаме и Индии. [23]
Гвинея имеет долгую историю конфликтов, связанных с добычей полезных ископаемых, между общинами и горнодобывающими компаниями. [ необходима цитата ] В период с 2015 по 2018 год новые операции по добыче бокситов в регионе Боке в Гвинее стали причиной 35 конфликтов, включая восстания и блокады дорог. Эти конфликты привели к гибели людей, уничтожению тяжелой техники и повреждению правительственных зданий. [ необходима цитата ]
Хребет Атева в Гане, классифицируемый как экологически важный лесной заповедник площадью 17 400 гектаров (43 000 акров), был недавним местом конфликта и споров, связанных с добычей бокситов. [25] Лесной заповедник является одним из двух вечнозеленых лесов в Гане и составляет значительную часть оставшихся 20% лесной среды обитания, оставшихся в Гане. Хребет Атева находится под юрисдикцией традиционной области Акьем Абуаква и контролируется королем, известным как Окьенхене. [25] В 2013 году НПО под названием A Rocha Ghana провела саммит с комиссией по лесному хозяйству и водным ресурсам, министром земель, министром окружающей среды и другими важными заинтересованными сторонами. Они пришли к выводу, что ни одно будущее правительство не должно добывать бокситы в регионе, поскольку заповедник имеет экологическую и культурную значимость. [25] В 2016 году правительство совместно с НПО начали процесс преобразования заповедника в национальный парк. Однако в том году состоялись выборы, и до того, как они стали официальными, новоизбранная Национальная патриотическая партия (НПП) отклонила этот план. [25] В 2017 году правительство Ганы подписало Меморандум о взаимопонимании с Китаем о разработке новой инфраструктуры добычи бокситов в Гане. Хотя официального плана по разработке лесного заповедника Атева не было, напряженность между местными общинами, НПО и правительством начала расти. В 2019 году напряженность достигла пика, когда правительство представило Закон об управлении по комплексному развитию бокситов и алюминия в Гане , который должен был создать правовую основу, необходимую для разработки и создания интегрированной бокситовой промышленности. [25] В мае того же года правительство начало бурение глубоких скважин в заповеднике. Эти действия вызвали несколько протестов, включая 95-километровый (59 миль) марш от заповедника до президентского дворца, информационную кампанию с рекламными щитами во главе с A Rocha Ghana и молодежный марш. [25] В 2020 году A Rocha Ghana также подала в суд на правительство из-за бурения в заповеднике после того, как они не предоставили заявление, объясняющее их действия. [25]
В начале 2009 года правительство Вьетнама предложило план по добыче полезных ископаемых в отдаленных районах центрального нагорья. [23] Это предложение было весьма спорным и вызвало общенациональные дебаты и самый значительный внутренний конфликт со времен войны во Вьетнаме . Правительственные ученые, журналисты, религиозные лидеры, отставные высокопоставленные государственные чиновники и генерал Во Нгуен Зяп , военный лидер антиколониальной революции, были среди многих людей во вьетнамском обществе, которые выступили против планов правительства. [23] В попытке остановить распространение информации по всему миру правительство запретило местным журналистам сообщать о добыче бокситов. Однако журналисты обратились к вьетнамским веб-сайтам и блогам, где сообщения и обсуждения продолжились. 12 апреля 2009 года несколько уважаемых вьетнамских ученых начали петицию против добычи бокситов, которую подписали 135 опытных и известных «интеллектуалов». [23] Эта петиция помогла объединить разрозненное антибокситовое движение в единую оппозицию государству. Эти акты правительственного неповиновения были встречены репрессивными действиями государства. Многие отечественные онлайн-репортеры были арестованы, и были приняты законодательные меры для подавления научных исследований. [23]
Большинство запасов бокситовой руды в Индии, которые входят в десятку крупнейших в мире, расположены на племенных землях. [26] Эти племенные земли густо заселены и являются домом для более чем 100 миллионов коренных индийских народов. Горные вершины, расположенные на этих землях, служат источником воды и вносят большой вклад в плодородие региона. [26] Индийская бокситовая промышленность заинтересована в разработке этих земель для производства алюминия, что представляет большой риск для наземных и водных экосистем. Исторически коренные народы, живущие на этих землях, оказывали сопротивление развитию и выступали против любых новых проектов по добыче бокситов в этом районе. Это привело к ожесточенным конфликтам между коренными общинами и полицией. [26] 16 декабря 2000 года полиция убила трех протестующих коренных народов и ранила более десятка других во время протеста против бокситового проекта в районе Раягада в Одише . [26]
