Что такое боксит?
Боксит – это природный камень, родиной которого является Франция. Именно на юге этой страны впервые обнаружили данную алюминиевую руду. Название «боксит» произошло так же от французского слова «bauxite».
Название связано с местностью под названием Лебо, где и был обнаружен этот камень. В этой статье мы будем рассматривать как физические, так и химические свойства боксита , но для начала разберёмся в составе и определим какие составляющие входят в него.
Описание и свойства боксита
Итак, что же представляет из себя эта порода? Бокситом принято называть руду из алюминия. В его состав входит гидроксид алюминия, а также оксиды таких химических веществ как кремний и железо.
Помимо этих составляющих частей, бокситы содержат в себе глинозем. Процентное содержание его может составлять от сорока до шестидесяти процентов и даже выше. Боксит считается поистине уникальным и удивительным природным камнем.
Обратимся к истории. Впервые об удивительных свойствах боксита было сказано в тысяча восемьсот пятьдесят пятом году на выставке в столице Франции Париже. Там находился интересный камень. На вид он был красивого серебристого цвета.
Вес его был весьма невелик, однако он был достаточно прочным с химической точки зрения. Этот металл на выставке был подписан как «глиняное серебро». В этом описании рассказывается о свойствах и виде алюминия. Но сырье из-за которого получают этот интересный металл носит название боксит.
Стоит отметить что алюминий получают только из тех бокситов, в которых процентное содержания алюминиевого глинозема составляет как минимум сорок процентов. Очень большую ценность имеют бокситы, из которых достать глинозем не составляет большого труда.
По своему внешнему виду боксит очень сильно похож на глину, однако по характеристикам он не имеет с ней ничего общего. Боксит в отличии от глины совершенно нерастворим в воде.
Первое местонахождение залежей боксита на территории нашей страны, которые были найдены на Урале, получило название «Красная Шапочка». Боксит является важнейшим камнем, из которого получают алюминий.
Месторождения и добыча боксита
Боксит - это весьма сложная по своему составу горная порода. Основную их часть составляют гидраты глинозема. Но помимо него, бокситы содержат в себе и прочие компоненты. Самой вредной составляющей является оксид кремния.
Что касается других веществ, то в боксите вполне можно встретить такие составляющие как окись магния, марганца и кальция, двуокись титана и прочие. Разберем подробнее физические свойства боксита .
На внешний вид боксит может быть красного цвета или других его оттенков. Встречается боксит как розового, так и темно-красного цвета. Так же камень может иметь серый оттенок от более светлого до угольно-черного. Если оценивать твердость боксита , то это значение равно 6 по шкале Мооса.
Плотность камня может колебаться в значении от 2900 до 3500 килограмм на один кубический метр. По степени прозрачности боксит непрозрачен. Камни могут быть образованы разными минералами. Исходя из этого породу можно разделить на три основные группы.
К первой группе относятся бокситы , для которых породообразующим минералом является диаспор или же бемит. Такие бокситы носят название моногидратные. В них глинозем представлен только лишь в одной форме.
К следующей группе можно отнести те бокситы, основой для которых являются так называемые гиббситы. В таких камнях глинозем содержатся в трехводной форме. И к последней, третьей, группе относятся те бокситы, которые сочетают в себе формы первых групп.
Месторождение бокситов зависит от степени выветривания в той или иной зоне кислых, щелочных, а иногда и основных пород. Так же залежи боксита могут образовываться в той местности, где проходят осаждения глинозема в озерных и морских бассейнах.
Таким образом можно выделить две основные причины расположения бокситов. Первая причина носит название платформенной. Она связана с континентальными отложениями, которые залегают горизонтально. Вторая причина связана с местностью, где находятся отложения прибрежно-морского типа.
Практически весь запас бокситов на земном шаре – это 90% - сосредоточен в основном в тех странах, где климат тропический или же субтропический.
Это связано с тем, что камень формируются в основном тем, где происходит активное выветривание алюминиевых пород и этот процесс продолжается значительно длительный период. Причина выветривания заключается в климате.
Первое место в мире по запасам бокситов занимает Гвинея. На ее территории содержится около двадцати миллиардов тонн боксита. На втором месте по количеству этого камня находится Австралия. Здесь насчитывается приблизительно семь миллиардов тонн бокситов .
Что же касается России, то запасы данного камня нашей страны настолько малы, что нет такого количества руды, которой бы хватило для потребления внутри государства. Доля мировых запасов данного вида сырья составляет всего лишь один процент от общемирового запаса камня.
Самыми качественными залежами боксита в нашей стране считаются бокситы, расположенные в Северо-Уральском бокситом районе. Новый участок этого сырья – это Средне-Тиманская группа, которая располагается в северо-западном районе Республики Коми. Здесь проводится добыча бокситов и этот участок считается наиболее перспективным, чем тот, о котором было сказано вначале.
Россия находится лишь на седьмом месте в мире по добыче алюминиевых руд. Из-за того, что страна сама не может обеспечить себя металлом в нужном количестве, то ей приходится закупать боксит из заграничных стран.
На территории Российской Федерации находится пятьдесят месторождений этой руды. В эту цифру включены как территории, на которых добыча бокситов ведется активно, так и те, где залежи еще не до конца разработаны.
Наибольшая часть запасов боксита располагается в европейской части России. Сюда можно отнести ранее упомянутую Республику Коми, а также Архангельскую, Свердловскую и Белгородскую области. Во всех перечисленных областях содержится около семидесяти процентов всех запасов боксита территории нашей страны.
К старым месторождением бокситам в России можно назвать Радынское, которое располагается на территории Ленинградской области. Добыча бокситов проводится там и на сегодняшний день.
Места нахождения залежей боксита можно условно разделить на четыре группы. Первая группа носит название уникального месторождения. На таких территориях количество руды превышает пятьсот миллионов тонн. Вторая группа – это крупные и средние месторождения. Здесь залежи боксита составляют от пятидесяти до пятисот тонн.
Последняя группа – это мелкие месторождения. На таких территориях наличие боксита в цифрах составляет менее пятидесяти миллионов тонн.
Применение боксита
Главное использование боксита заключается в возможности добывать из него алюминий. Но также этот камень применяется и в других сферах. В отрасли черной металлургии глинозем еще принято использовать как флюс.
Помимо этого, бокситы могут использоваться в производстве красок. Благодаря плавлению этого камня так же можно изготовить глиноземный цемент. А если расплавить боксит в электропечи, то конечным продуктом может стать электрокорунд.
Цена боксита
Цена на боксит зависит прежде всего от качества камня. Так же полная стоимость будет складываться от того, какой объем материала будет заказан. К примеру, если закупать боксит оптом , то цена не него значительно снизится.
БОКСИТЫ (от назв. местности Ле-Бо, Lex Baux, на юге Франции, где впервые обнаружены их залежи * а. bauxite; н. Bauxite; ф. bauxites; и. bauxitas) - алюминиевая руда, состоящая в основном из гидроокислов алюминия, окислов и гидроокислов железа и глинистых минералов.
Главные рудообразующие минералы бокситов: диаспор, бёмит, гиббсит, гётит, гидрогётит, гидрогематит, каолинит, шамозит, хлориты, рутил, анатаз, ильменит, алюмогётит, алюмогематит, сидерит, кальцит, слюды. По внешнему виду бокситы весьма разнообразны. Цвет их обычно красный, буровато-коричневый, реже серый, белый, жёлтый, чёрный. По агрегатному состоянию выделяют бокситы плотные (каменистые), пористые, землистые, рыхлые и глиноподобные; по структурным признакам - обломочные (пелитовые, песчаниковые, гравелитовые, конгломератовые) и конкреционные (оолитовые, пизолитовые, бобовые); по текстуре - колломорфные (однородные, слоистые и т.д.). В связи с разной пористостью плотность бокситов изменяется от 1800 (рыхлые бокситы) до 3200 кг/м3 (каменистые бокситы).
По преобладающему минеральному составу выделяют бокситы: моногидроокисные, сложенные диаспорой, бёмитом, тригидроокисные - гиббситом; смешанного состава - диаспор-бёмитовые, бёмит-гиббситовые. Имеются и более дробные разделения бокситов в зависимости от минерального состава: шамозит-бёмитовые, шамозит- гиббситовые, гиббсит-каолинитовые, гётит-шамозит-бёмитовые, каолинит-бёмитовые и др. По условиям образования бокситы делятся в основном на латеритные (остаточные) и переотложенные (осадочные). Бокситы образовались или в результате глубокой химической переработки (латеритизации) алюмосиликатных пород в условиях влажного тропического климата (латеритные бокситы) или в результате переноса продуктов латеритного выветривания и их переотложения (осадочные бокситы). В зависимости от тектонического положения выделяют бокситы платформенных и геосинклинальных областей, а также бокситы океанических островов. Бокситы образуют пластообразные и линзообразные тела изменчивой мощности, а в плане залежи линейной, изометрической и неправильной формы. Нередко залежи состоят из нескольких (в вертикальном разрезе) линз. Качество латеритных бокситов обычно высокое, в то время как осадочные бокситы могут быть от высокосортных (например, Северо-Уральские месторождения) до некондиционных (Боксонское месторождение в Бурятии).
Бокситы - главная руда для извлечения глинозёма (AL2О3) и алюминия; используется в абразивной промышленности (электрокорунд), в чёрной металлургии (флюс при выплавке мартеновской стали), маложелезистые бокситы - для получения высокоглинозёмистых муллитизированных огнеупоров, быстротвердеющих глинозёмистых цементов и др. Бокситы - комплексное сырьё; они содержат Ga, а также Fe, Ti, Cr, Zr, Nb, редкоземельные элементы. В СССР требования по качеству добываемых (товарных) бокситов определяются ГОСТом, а также договорными условиями между поставщиками и потребителями. По классификации действующего ГОСТа 972-74 бокситы разделяются на 8 марок в зависимости от весового отношения содержаний глинозёма и кремнезёма (т.н. кремнёвого модуля). Для самой низкой марки (Б-6, II сорт) кремнёвый модуль должен быть не ниже 2 при содержании глинозёма не менее 37%, у высокосортных бокситов (Б-0, Б-00) кремнёвый модуль более 10 при содержании глинозёма 50% и выше. Выделенные сорта и марки бокситы имеют свои области использования в промышленности.
Бокситы добывают открытым, реже подземным способами. Выбор технологической схемы переработки бокситов зависит от их состава. Производство алюминия из бокситов осуществляется в 2 стадии: на первой - химическими методами получают глинозём, на второй - из глинозёма путём электролиза в расплаве фтористых солей алюминия выделяют чистый металл. При получении глинозёма используют главным образом гидрохимический метод Байера, метод спекания, а также комбинированный метод Байер-спекание (параллельный и последовательный варианты). Принципиальная схема процесса Байера заключается в обработке (выщелачивании) тонкоизмельчённого боксита концентрированным раствором едкого натра, в результате чего глинозём переходит в раствор в форме алюмината натрия (NaAl3О2). Из алюминатного раствора, очищенного от красного шлама, осаждают гидроокись алюминия (глинозём). Низкокачественные бокситы перерабатывают более сложным способом - методом спекания, при котором трёхкомпонентную шихту (смесь измельчённого боксита с известняком и содой) спекают при t 1250°С во вращающихся печах. Полученный спек выщелачивают оборотным щелочным раствором слабых концентраций. Осаждённую гидроокись отделяют и фильтруют. Параллельная комбинированная схема Байер - спекание предусматривает одновременную переработку на одном заводе высококачественных и низкосортных (высококремнистых) бокситов. Последовательная комбинированная схема этого метода включает переработку бокситов на глинозём вначале методом Байера и затем доизвлечение глинозёма из красных шлемов способом их спекания с известняком и содой. Основные бокситоносные районы (см. карту) находятся в Европейской части СССР, на Урале, в Казахстане.
В Европейской части они известны в Архангельской области РСФСР (Иксинское и др.), на Среднем (Вежаю-Ворыквинское и др.) и Южном Тимане (Тимшерское, Пузлинское и др.), в Ленинградской (Тихвинское) и Белгородской (Висловское и др.) областях РСФСР. На Урале месторождения бокситов разрабатываются в Свердловской (Североуральский бокситоносный район) и Челябинской (Южно-Уральские месторождения) областях РСФСР. В пределах Северного Казахстана залежи бокситов сосредоточены в Кустанайской (Краснооктябрьское месторождение, Белинское, Аятское, Восточно-Аятское и другие месторождения) и Тургайской (Восточно-Тургайская группа месторождений) областей Казахской ССР. В восточной Сибири бокситы имеются в районе Чадобецкого поднятия Приангарья и в восточной Саяне (Боксонское).
Наиболее древние бокситы в СССР известны на Боксонском месторождении (докембрий, венд). Бокситы Северо-Уральской группы связаны с отложениями среднего девона, Среднетиманские - с отложениями среднего и верхнего девона. Бокситы Иксинского и Висловского месторождений залегают в отложениях нижнего карбона, месторождения Северного Казахстана сформировались в меловое и палеогеновое время и являются наиболее молодыми.
Крупными запасами бокситов обладает КНР (месторождения в провинция Шаньдун, Хэнань, Ганьсу, Юньнань, Ляонин, Шэньси и др.), ВНР (месторождения Халимба, Ньирад, Искасентдьёрдь, Гант и др.), СФРЮ (месторождения Власеница, Дрниш, плато Лика, Биела-Липа, Обровац, Никшич, Биела-Поляна), месторождения бокситов известны также в СРР, СРВ, КНДР.
В промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах запасы бокситов на начало 1982 составляли около 22 млрд. т, в т.ч. доказанные 13,5 млрд. т. Основные запасы бокситов приходятся на территории развивающихся стран - около 75% (16,7 млрд. т), в т.ч. доказанные около 75% (10,1 млрд. т). В развитых странах месторождения высококачественных бокситов известны в виде латеритных покровов на территории Австралии; удельный вес их в общих запасах примерно 20%. Основная часть бокситовых месторождений расположена на малоисследованных территориях стран тропического пояса, поэтому предполагается, что тенденция более быстрого роста запасов по сравнению с добычей будет сохраняться.
В 1974 создана Международная ассоциация бокситодобывающих стран (International Bauxite Association). В её состав вначале вошли Австралия, Гвинея, Ямайка, Гайана, Суринам и СФРЮ, затем Гана, Гаити и Доминиканская Республика. Значительными запасами бокситов обладают также Бразилия, Греция, Индия, Турция, США, Франция.
Добыча бокситов в промышленно развитых капиталистических и развивающихся странах в 1981 составила 73,0 млн. т, в т.ч. в развивающихся странах 40,9, в промышленно развитых 32,12. 1-е место по добыче бокситов занимает Австралия, затем Гвинея, Ямайка, Суринам, Бразилия, Гайана. В перспективе наибольшее увеличение мощностей по добыче бокситы предполагается в Австралии, Гвинее и Бразилии. По прогнозам (80-90-е гг.) абсолютное большинство глинозёмных заводов будет строиться в бокситодобывающих странах, и объём внешней торговли бокситов, составлявший в начале 80-х годов около 35 млн. т, будет возрастать относительно медленными темпами.
См. также Алюминиевая промышленность.
Вернуться в начало раздела Магия
Вернуться в начало раздела Исцеляющая сила предметов, икон, святых мест
Свойства камней
Название камня Боксит произошло от французского «bauxite», по названию местности Ле-Бо (Les Baux) на юге Франции, где впервые были обнаружены залежи бокситов.
Бокситы - алюминиевая руда, состоящая из гидроксидов алюминия, оксидов железа и кремния, сырье для получения глинозема и глиноземосодержащих огнеупоров. Содержание глинозема в промышленных бокситах колеблется от 40% до 60% и выше. Используется также в качестве флюса в черной металлургии.
Школьная генетическая классификация - осадочная
Состав . Боксит состоит в основном из гидратов глинозема, окислов железа с примесью других минеральных компонентов.
Основной химический компонент боксита - глинозем (Al2O3) (28 - 80%). Постоянная составная часть - окись железа (FeзOз). Наиболее вредная примесь - кремнезем (SiO2).
Из других примесей встречаются: двуокись титана (TiO2), окись кальция (CaO), окись магния (MgO), окись марганца (MnO), пятиокись фосфора(P2O5) и др.
Физические свойства
:
а) цвет: красный различного оттенка (от розового до темно-красного) и серый (от зеленовато-серого до темно-серого, почти черного),
б) твердость наиболее плотных разновидностей по минералогической шкале до 6,
в) плотность: в зависимости от содержания окиси железа колеблется в пределах 2900-3500 кг/м3,
г) степень прозрачности: непрозрачен.
Особенности образования Боксита . Породообразующими минералами являются одноводные гидраты глинозема, диаспор и бемит, и трехводный гидрат глинозема - гиббсит (гидраргилит), сопутствующими - минералы группы гидроокиси и окиси железа (гетит, гидрогетит, гидрогематит и др.), каолинит, хлориты, кальцит, галлуазит и др.
В зависимости от природы породообразующего минерала выделяются 3 группы бокситов:
1. моногидратные, содержащие глинозем в одноводной форме (диаспор, бемит),
2. тригидратные, содержащие глинозем в трехводной форме (гиббсит),
3. смешанные, в которых сочетаются обе формы.
Образование месторождений бокситов связано главным образом с процессами латеритного выветривания щелочных, кислых, иногда основных пород или с процессами осаждения в морских и озерных бассейнах значительных количеств глинозема, содержащихся в переносимых молекулярных растворах и золях.
Соответственно с генетическим признаком месторождения бокситов подразделяются на 2 основных типа:
1. платформенные, связанные с горизонтально залегающими континентальными отложениями,
2. геосинклинальных областей, приуроченные к прибрежно-морским отложениям.
Более 90% мировых общих запасов бокситов сосредоточено в 18 странах с тропическим или субтропическим климатом. Это не случайно, так как лучшие бокситовые месторождения приурочены к так называемым латеритным корам, образующимся в результате длительного выветривания алюмосиликатных пород в условиях жаркого влажного климата. В латеритных месторождениях лежит около 9/10 всех мировых бокситов. Самыми большими общими запасами обладают Гвинея (20 млрд. т), Австралия (7 млрд. т), Бразилия (6 млрд. т), Вьетнам (3 млрд. т), Индия (2,5 млрд. т), Индонезия (2 млрд. т). В недрах этих шести стран заключено почти 2/3 общих запасов бокситов. Наиболее крупными подтвержденными запасами обладают Гвинея (21% мировых), Бразилия (15%), Австралия (11%), Ямайка (7%), Камерун (6%), Мали (4,5%). В них сосредоточено 65% мировых подтвержденных запасов бокситов.
Россия не обладает достаточными для внутреннего потребления запасами бокситов, а ее доля в мировых запасах этого сырья не достигает и 1%.
В России наиболее высоким качеством обладают бокситы Северо-Уральского бокситоносного района. Наиболее перспективный новый источник этого сырья - Средне-Тиманская группа месторождений на северо-западе Республики Коми, в 150 км от г. Ухты (запасы до глубины 200 м - более 200 млн. т). Разведанные запасы Среднего Тимана сконцентрированы на Вежаю-Ворыквинском (150 млн. т), Верхнещугорском (66 млн. т) и Восточном (48 млн. т) месторождениях. Эти месторождения находятся в необжитом районе, открыты в конце 60-х годов и детально разведаны в 80-х годах. Качество руд среднее. В 1997 г. по автозимнику через Ухту на Уральский алюминиевый завод в Каменске-Уральском была доставлена первая партия тиманских бокситов (12 тыс. т). Промышленные испытания подтвердили возможность использования этого сырья на уральских заводах.
Нефелинсодержащие породы используются в качестве алюминиевого сырья только в России. Разрабатываются Кия-Шалтырское месторождение в Кемеровской обл. и месторождения Кукисвумчорр, Юкспор, Расвумчорр на Кольском полуострове. Общие запасы нефелиновых руд в России - около 7 млрд. т, подтвержденные - 5 млрд. т. В современных экономических условиях рентабельность их разработки оказывается под вопросом.
Третий вид алюминиевых руд - алуниты, разрабатывают только в Азербайджане (месторождение Заглик). Подтвержденные запасы алунитов в Азербайджане оцениваются в 200 тыс. т. В Узбекистане разведано Гушсайское месторождение алунитовых руд с общими запасами 130 млн. т. По мнению республиканских экспертов, эти руды, после предварительного обогащения, могут перерабатываться в глинозем.
Эксплуатация основных месторождений бокситов в зарубежных странах контролируется немногими мощными компаниями ведущих стран мира (в Ямайке, в Суринаме и Гайане - главным образом монополиями США, во Франции - главным образом французскими компаниями «Пешине» и «Южин», в Гане - Британской алюминиевой компанией и т.д.), в руках которых сконцентрирована преобладающая часть алюминиевой промышленности стран мира.
Применение . Содержание глинозема в промышленных бокситах колеблется от 28% до 60% и выше. Кремниевый модуль (отношение глинозема к кремнезему) при использовании бокситов для получения алюминия должен быть не ниже 2,1-2,6. Наибольшее значение боксит имеет как исходное сырье для получения алюминия.
Бокситы используются также в производстве красок, искусственных абразивов, в качестве флюсов (в черной металлургии), сорбентов для очистки нефтепродуктов от различных примесей.
Кроме того, из бокситов спеканием или плавлением получают глиноземистый цемент, а плавкой в электропечах - электрокорунд. Маложелезистые бокситовые породы с огнеупорностью 1770-1900 градусов С применяются для изготовления высокоглиноземистых огнеупоров.
Свойства камня Бразилианит
Боксит относится к осадочным, глиноземистым горным породам. Название его произошло от французского « Ваux» - деревня в Провансе (Франция) по месту первоначальных находок.
Боксит имеет характерные признаки: структура бобовая или оолитовая, в редких случаях - афанитовая (то есть очень плотная с едва различимыми минералами) или колломорфная. Текстура массивная, по виду напоминает конгломераты или брекчиевидная.
Боксит состоит из нескольких минералов:
Гидратов глинозема (гидраргиллита, бемита, диаспора);
Глинистых минералов: хлорита, сидерита, окислов и гидроокислов железа, пирита, кварца, халцедона и др.
Так же бокситы различаются по количественным пропорциям содержащихся в нем минералов - гидратов глинозема. Классифицируют: бемит -диаспоровые, гидраргиллитовые и смешанные бокситы. Содержание Al2O3 в бокситах колеблется от 28 до 45%;Fe2O3 - от2 до 50-60%. Иногда отмечаются повышенные содержания Ga, Zr, Zn, Co, Ni, Cr, Cu, Ba и др.
Чаще всего минерал боксит представляет собой каменистую породу средней или высокой твердости. Но иногда встречаются и землистые представители, слабо связанные, которые здорово пачкают руки. Если боксит увлажнить, то он становится не пластичен. Плотность - 2,7 г/см3; удельный вес варьирует около 3. Основные цвета - красный, коричневый, серый до белого, оттенки будут зависеть от процентного содержания железа.
Бокситы залегают в виде линз, гнезд, пластообразных залежей. По происхождению различают несколько видов боксита: остаточные или латеритные, которые являются продуктами современного выветривания различных магматических пород. Чаще всего такие экземпляры обладают красноватым оттенком.
Следующий вид - коллоидно-осадочные, которые «созревают» на континентальных или пребрежно - морских зонах. Прибрежно-морские, их еще называют лагунные бокситы, чаще всего, располагаются на неровной закарстованной поверхности известняков и перекрываются слоистыми мергелями или битуминозными известняками.
КАЛЬЦИТ НА БОКСИТЕ
Континентальные разработки разделяются на четыре группы:
1) склоновые (делювиальные), которые соответственно зарождаются и залегают на склонах;
2) долинные, выстилают древние овраги, они образуют линзы среди останков ископаемых, преимущественно каолинитовых глин;
3) озерные, или котловинные, которые растут в центральных и прибрежных частях озерных котлованов. Такие бокситы так же сопровождаются каолинитовыми глинами;
4) карстовые, которые соответственно заполняют карстовые воронки и понижения в рельефе. Чаще всего они подстилаются каолинитовыми глинами, под которыми находятся карбонатные породы.
Существует несколько основные месторождений боксита: остаточные или латеритные бокситы разрабатывают в Енисейском кряже; прибрежно-морские поступают с Урала, эти же представители находят в Саянах, в Средней Азии. Основные месторождения континентальных бокситов распологаются в районе Каменска Уральского (склоновые), в Северном Казахстане (карстовые), Тихвинские (долинные). Крупные месторождения бокситов известны в Австралии, Бразилии, Гвинее, Индии, Индонезии, Вьетнаме.
Боксит является основным источником производства алюминия. Основное применение минерала - в черной металлургии в виде флюса, а также для создания искусственных красок, абразивов, сорбентов для очистки нефтепродуктов от примесей.
С древних времен ювелиры применяли боксит для производства синтетических камней. Кристаллы алюминия после очистки в электропечах, превращались в синтетический белый с . К сапфиру добавляли окислы хрома и получался красный . Из рубина изготавливали камни для часов.
В настоящее время алюминий применяется в ювелирной промышленности для изготовления браслетов, цепочек, брошей и т.д. Алюминий прекрасно сочетается с драгоценными камнями.
Французский город Ле-Бо-де-Прованс, расположенный на юге страны, прославился тем, что дал имя минералу бокситу. Именно там в 1821 г. горный инженер Пьер Бертье обнаружил залежи неизвестной руды. Понадобилось еще 40 лет исследований и испытаний, чтобы открыть возможности новой породы и признать ее перспективной для промышленного производства алюминия, в те года превышавшего по цене золото.
Характеристика и происхождение
Бокситы - это первичная алюминиевая руда. Практически весь алюминий, который когда-либо производился в мире, преобразован из них. Эта порода является композиционным сырьем, отличающимся сложной и неоднородной структурой.
В качестве основных компонентов она включают оксиды и гидроксиды алюминия. Рудообразующими минералами также служат оксиды железа. А среди примесей наиболее часто встречаются:
- кремний (представленный кварцем, каолинитом и опалом);
- титан (в виде рутила);
- соединения кальция и магния;
- редкоземельные элементы;
- слюда;
- в малых количествах галлий, хром, ванадий, цирконий, ниобий, фосфор, калий, натрий и пирит.
Бокситы различаются по:
- Физическому состоянию (каменистые, землистые, пористые, рыхлые, глинообразные).
- Структуре (в виде обломков и горошин).
- Текстурным особенностям (с однородным или слоистым составом).
- Плотности (варьируется от 1800 до 3200 кг/м³).
Химические и физические свойства
Химические свойства бокситов имеют широкий диапазон, связанный с переменной композицией материала. Однако качество добытых минералов определяется в первую очередь соотношением содержания глинозема и кремнезема. Чем больше количество первого и меньше - второго, тем значительнее промышленная ценность. Важной химической особенностью горные инженеры считают так называемую «вскрываемость», то есть то, насколько легко удается извлекать из рудного материала оксиды алюминия.
Несмотря на то, что бокситы не имеют постоянного состава, их физические свойства сводятся к таким показателям:
| № | Наименование | Характеристика |
|---|---|---|
| 1 | Цвет | коричневый, оранжевый, кирпичный, розовый, красный; реже серый, желтый, белый и черный |
| 2 | Прожилки | как правило, белые, но иногда их могут окрасить примеси железа |
| 3 | Блеск | Тусклый и землистый |
| 4 | Прозрачность | Непрозрачный |
| 5 | Удельный вес | 2-2,5 кг/см³ |
| 6 | Твердость | 1-3 по минералогической шкале Мооса (для сравнения - у алмаза 10). Из-за этой мягкости бокситы напоминают глину. Но в отличие от последней, при добавлении воды не образуют однородную пластичную массу |
Интересно, что физический статус никак не связан с полезностью и ценностью бокситов. Это объясняется тем, что они перерабатывается в другой материал, свойства которого существенно отличаются от исходной породы.
Мировые запасы и добыча
Несмотря на то, что спрос на алюминий постоянно увеличивается, запасов его первичной руды достаточно для удовлетворения этой потребности в течение еще нескольких столетий, но не менее, чем на 100 лет производства.
Геологическая служба США обнародовала данные, согласно которых мировые ресурсы бокситов составляют 55-75 млрд. тонн. Причем большинство из них сосредоточено в Африке (32%). На долю Океании приходится 23%, Карибского бассейна и Южной Америки 21%, азиатского континента 18%, прочих регионов 6%.
Оптимизм вселяет и внедрение процесса утилизации алюминия, что замедлит исчерпание природных запасов первичной алюминиевой руды (а заодно сэкономит и потребление электроэнергии).
Десятка стран-лидеров по добыче бокситов, представленная все той же Геологической службой США, в 2016 г. выглядела так.
| № | Страна | Тысяча метрических тонн |
|---|---|---|
| 1 | Австралия | 82 000 |
| 2 | Китай | 65 000 |
| 3 | Бразилия | 34 500 |
| 4 | Индия | 25 000 |
| 5 | Гвинея | 19 700 |
| 6 | Ямайка | 8 500 |
| 7 | Россия | 5 400 |
| 8 | Казахстан | 4 600 |
| 9 | Саудовская Аравия | 4 000 |
| 10 | Греция | 1 800 |
Бокситы добываются, как правило, в карьерах, открытым способом. Для получения рабочей площадки слой руды взрывается на 20-сантиметровой глубине, а затем выбирается. Куски минерала измельчают и сортируют: пустая порода (так называемые «хвосты») смывается потоком промывочной воды, а фрагменты плотной руды остаются на дне обогатительной установки.
Наиболее древние залежи бокситов в России относятся к докембрийской эпохе. Они располагаются в Восточных Саянах (Боксонское месторождение). Более молодую алюминиевую руду, времен среднего и верхнего девона, находят на Северном и Южном Урале, в Архангельской, Ленинградской и Белгородской областях.
Промышленное применение
Добытые бокситы делятся соответственно их последующему коммерческому применению на металлургические, абразивные, химические, цементные, огнеупорные и т.д.
Основное их применение, на которое идет 85% мировой разработки, - служить в качестве сырья для производства глинозема (оксида алюминия).
Технологическая цепочка выглядит так: боксит нагревают с едким натром, затем фильтруют, осаждают твердый остаток и прокаливают его. Данный продукт - безводный глинозем, предпоследнее превращение в цикле получения алюминия.
После чего остается погрузить его в ванну расплавленного природного или синтетического криолита и путем электролитического восстановления выделить сам металл.
Первым в 1860 г. эту технологию открыл французский химик Анри Сент-Клер Девиль. Она заменила дорогостоящий процесс, при котором алюминий производился в вакууме из калия и натрия. Следующая важная область использования бокситов - применение в качестве абразивов.
Если прокалить глинозем, то в результате получается синтетический корунд - очень твердый материал, имеющий коэффициент 9 по шкале Мооса. Его измельчают, разделяют и далее вводят в состав наждачной бумаги и разнообразных полировальных порошков и суспензий.
Спеченный, раздробленный в порошок и сплавленный в круглые гранулы боксит является также отличным пескоструйным абразивом. Он идеален для обработки поверхностей, а за счет сферической формы уменьшает износ пескоструйного оборудования.
Еще одно важное назначение бокситов - участвовать в качестве проппанта (материала, не позволяющего сомкнуться специально созданным разломам) в процессе добычи нефти способом гидроразрыва пласта. В этом случае частички обработанной бокситовой породы проявляют устойчивость к гидравлическому давлению и позволяют трещинам оставаться открытыми столь долго, сколько необходимо для выхода нефти.
Незаменимы бокситы и для создания огнеупорной продукции. Обожженный глинозем выдерживает температуру до 1780 С. Это свойство используется как для выработки кирпичей и бетона, так и создания оборудования для металлургической промышленности, специального стекла и даже огнестойкой одежды.
Заключение
Химики и технологи постоянно ищут для бокситов адекватные заменители, которые бы не уступали по своим свойствам. Исследования позволили выяснить, что для производства глиноземов могут быть использованы глинистые материалы, зола электростанций и горючие сланцы.
Однако стоимость всей технологической цепочки в разы выше. Хорошо себя проявил карбид кремния в качестве абразива и синтетический муллит в качестве огнеупора. Ученые надеются, что до времени полного исчерпания природных ресурсов бокситов равнозначная замена будет найдена.
Основным сырьем алюминиевой промышленности РФ являются бокситы, а также нефелиновые руды (уртиты) и нефелиновые концентраты апатит-нефелиновых руд Кольского полуострова. В мировой практике последние два для получения алюминия не используют из-за дорогой технологии процесса.
Следует отметить, что для российских месторождений характерны низкое качество бокситов и сложные горно-геологические условия, что не позволяет в ближайшие годы сохранить достигнутый уровень производства алюминия из отечественного сырья.
По разведанным запасам бокситов Россия занимает 7-ое место в мире, в то время как в пределах б. СССР на ее территории сосредоточены 77% общих запасов. В настоящее время в России разведано 44 месторождения, общие запасы которых смогут обеспечить работу горнодобывающих предприятий (исходя из объемов добычи 1993 г.) на 240 лет. В настоящее время в эксплуатации находятся только 10 месторождений, суммарные разведанные запасы которых составляют 32% российских бокситов, что обеспечивает работу предприятий на 79 лет.
Россия в течение последних 15 лет испытывает устойчивый дефицит в бокситах и нефелинах. Поэтому ежегодно для нужд алюминиевой промышленности в страну вынуждены импортировать 3 млн. тонн глинозема, что требует реализации на внешнем рынке значительного количества первичного алюминия.
Обеспеченность действующих горнодобывающих предприятий разведанными запасами весьма неравнозначна. Например, крупнейшее российское предприятие АО «Севуралбокситруда» располагает разведанными запасами на 52 года, но в то же время его шахты, отрабатывающие месторождение «Красная шапочка» - только на 19 лет. Ивдельские карьеры (Горностайское и Горностайско-Краснооктябрьское месторождения, г.Бокситогорск Свердловской обл.) обеспечены запасами на 18 лет. Наиболее неблагополучно состояние минерально-сырьевой базы Южно-Уральских бокситовых рудников (ЮУБР). Предприятие их дорабатывает, а оставшаяся часть способна обеспечить Блиново-Каменскую и Кургазакскую шахты не более чем на 10 лет. Всего на 7 лет обеспечен запасами Радынский карьер АО «Бакситогорский глинозем».
В таблице приведены краткие данные по крупнейшим разрабатываемым месторождениям бокситов России.
Значительные запасы бокситов сосредоточены в двух крупнейших месторождениях России - Вежаю-Ворыквинском (Республика Коми) и Висловском (Белгородская обл.). На базе первого, как первоочередного, ВАМИ и Гипроникель проектируют карьер Средне-Тиманского бокситового рудника мощностью 3 млн. т в год.
По добыче бокситов Россия стоит на 6 месте в мире, а среди стран СНГ - на первом (62.7% общей добычи).
На рисунке показана динамика добычи глиноземного сырья на горнодобывающих предприятиях России.
Основным способом добычи бокситов является подземный. Например, из 3763 тыс. тонн бокситов, добытых в 1995 г., 3149 тыс. тонн (83.7%) добыто подземным способом. В то же время за рубежом бокситы добываются главным образом открытым способом с применением мощной карьерной техники (99.8%), что делает добычу более дешевой.
Из-за незначительного роста затрат на добычу руды, ограниченного спроса и с усложнением горнотехнических условий (АО «Севуралбокситруда») и истощения разведанных запасов (ЮУБР) за период 1990-1995 гг. добыча бокситов снизилась на 1960 тыс. тонн (34.2%), причем основная доля снижения добычи произошла за счет АО «Северобокситруда» (1590 тыс. тонн). На падение добычи последнего также повлияла весьма высокая отпускная цена (65 тыс. рублей за тонну). При нормальном рынке и перспективе интегрирования России с мировой экономикой эти бокситы становятся непривлекательными для потребителей - Уральского и Богословского алюминиевых заводов. По той же причине, а также из-за истощения запасов снизили добычу и Южно-Уральские бокситовые рудники.
АО «Северо-Онежский бокситовый рудник» добывает бокситы спекательного типа, по качеству трудоемкие для производства глинозема. Они не находят потребителя среди глиноземных производств. В настоящее время их добыча резко упала: если в 1990-1991 гг. их добывали 700 тыс. тонн, то в 1995 г. только 363.8 тыс. тонн. Поэтому основную часть добычи реализовывают предприятиям черной металлургии и цементной промышленности.
Россия располагает огромными запасами нефелина как в виде отходов обогащения апатит-нефелиновой руды Кольского полуострова, так и разведанными запасами в Сибири. В настоящее время 41% глинозема получают из нефелина, но учитывая более высокие затраты энергоресурсов, чем при переработке бокситов, а также низкое качество сырья перспективы наращивания производства проблематичны.
Балансовые запасы нефелиновых руд заключены в 12 месторождениях, причем 81.2% приходится на Кольский полуостров. Из других наиболее богаты нефелином уртитовые руды (Кия-Шалтырское месторождение АО «Ачинский глиноземный комбинат»). При проектной мощности карьера 4.5 млн. тонн руды в год добыча снизилась с 4.24 млн. тонн руды в 1990 г. до 2.33 млн. тонн в 1995 г. Уртиты перерабатывает глиноземный комбинат, выпускающий 730-750 тыс. тонн глинозема при проектной мощности 900 тыс. тонн в год.
Апатит-нефелиновые месторождения Кольского полуострова разрабатывает АО «Апатит» открытым способом. Нефелиновые концентраты (1050-1100 тыс тонн в год) получают попутно, при производстве апатитового концентрата.
Добываемое и перерабатываемое глиноземсодержащее сырье для производства алюминия обеспечивает потребность предприятий на 50%. Поэтому многие заводы предпочитают закупать импортный глинозем (из Гвинеи, Австралии и др. стран), который обходится дешевле отечественного, а полученный алюминий реализовывать на зарубежных рынках.
Многолетняя практика и исследования отечественного алюминийсодержащего сырья (бокситов и нефелинов) показали низкую конкурентоспособность из-за его неудовлетворительного качества и высокой себестоимости добычи (большую часть бокситов добывают на больших глубинах). Кремниевый модуль отечественных бокситов равен в среднем 5, зарубежных 8-15. Кроме того, переработка российских бокситов требует более сложных технологий и значительных затрат.
Анализ показателей отчетности последних пяти лет показал, что горнодобывающие предприятия алюминиевой подотрасли России (как и вся алюминиевая промышленность в целом) по своему техническому и технологическому уровням значительно отстает от аналогичной отрасли мира.
До начала перестройки вопрос реконструкции предприятий практически никто не решал. Сегодня он предельно обострился. Учитывая нарушенные межгосударственные, а отсюда и межпотребительские инвестиции.
Конкурентоспособность рудносырьевой базы алюминиевой подотрасли предполагается повысить за счет ввода в ближайшие 5 лет Средне-Тиманского бокситового рудника по добыче 3 млн. тонн в год сравнительно высокосортных (на уровне импортных) и недорогих (открытый способ добычи) бокситов Вежаю-Ворыквинского месторождения.
В результате политики правительства России за последние два года созданы объективные предпосылки для интеграции алюминиевой промышленности стран СНГ путем консолидации пакетов акций приватизированных предприятий, в т.ч. и горнодобывающей алюминиевой подотрасли.
Боксит – плотная непрозрачная и не просвечивающаяся горная порода красных, серых и зеленых оттенков. Является основной рудой, из которой извлекают алюминий. Основу камня составляет гидроксид алюминия и глинозем. В качестве постоянной примеси выступает оксид железа и кремнезем, в небольших количествах может присутствовать окись кальция, магния и марганца, двуокись титана, а также пятиокись фосфора. Доля глинозема в породе может достигать 80%.
Внешне камень напоминает глину, но по остальным признакам и характеристикам две породы отличны. Боксит имеет средние или высокие показатели плотности и твердости, в воде не растворяется. Иногда встречаются землистые рыхлые образцы, которые при прикосновении оставляют следы на руках.
Классификация по признакам
Боксит делят на подвиды по следующим признакам:
- форма кристаллов – округлая, осколочная;
- структура – землистая рыхлая, плотная, пористая;
- окрас – черный, серый, красно-бурый, зеленый, белый;
- характер образования – осадочный, остаточный;
- состав – гидраргиллитовый боксит, диаспоровый, бемитовый, смешанный, алунит, нефелинсодержащая руда.
История камня
Впервые боксит был обнаружен в провинции Ле-Бо, расположенной на юге Франции, в середине 19 века. Порода, названная впоследствии в честь этой местности, заинтересовала минералогов своими удивительными свойствами, поэтому в 1855 году была выставлена в выставочном зале Парижа под названием «глиняное серебро».
Происхождение и месторождения боксита
Применение боксита
5 / 5 ( 3 голоса )
Биотит – описание и свойства минерала
Сланец, его свойства и разновидности
Яшма – пестрый камень с чудесными свойствами
Сардоникс – камень удачи и долголетия
Гелиотроп – «кровавый» камень
Симбирцит – камень бодрости, сил и гармонии