Боксит — 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 гетитом (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] Боксит имеет тусклый блеск , красновато-коричневый, белый или коричневый цвет. [2]
В 1821 году французский геолог Пьер Бертье обнаружил боксит недалеко от деревни Ле Бо в Провансе , на юге Франции . [3] [4]
Было предложено множество классификационных схем бокситов, но по состоянию на 1982 год [обновлять]единого мнения не было. [5]
Вадас (1951) отличал латеритные бокситы (силикатные бокситы) от карстовых бокситовых руд (карбонатных бокситов): [5]
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. [ нужна цитата ]
Австралия является крупнейшим производителем бокситов, за ней следуют Гвинея и Китай . [6] Боксит обычно добывают 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, значительно увеличит 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 . [9] Бокситовые породы обычно классифицируются в соответствии с их предполагаемым коммерческим применением: металлургические, абразивные, цементные, химические и огнеупорные. [ нужна цитата ]
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 . [10]
В качестве навалочного груза боксит относится к грузу группы А, который может разжижаться при чрезмерной влажности. [11] 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. [12] 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. [13] 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 . [14]
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 . [15] Достижимая эффективность экстракции критически зависит от исходной концентрации в исходном боксите. При типичной концентрации сырья 50 ppm экстрагируется около 15 процентов содержащегося галлия. [15] Остальное поступает в потоки красного шлама и гидроксида алюминия . [16]
Бокситы также являются потенциальным источником ванадия .
