boksyt

Boksyt jest skała osadowa minerał będący głównym źródłem aluminium. Tworzy się poprzez zwietrzenie bogatych w aluminium skały w regionach tropikalnych i subtropikalnych. Nazwa boksyt pochodzi od francuskiej wioski Les Baux, gdzie został odkryty po raz pierwszy w 1821 roku przez geologa Pierre'a Berthiera. Boksyt zwykle występuje w warstwach poniżej kilku metrów nadkładu, którego grubość może być różna w zależności od lokalizacji.

Boksyt zawiera mieszaninę minerały, w tym gibbsyt, bemit i diaspora, jak również żelazo tlenki i kaolinit. Dokładny skład mineralny boksytu może się różnić w zależności od lokalizacji i procesów geologicznych, które go utworzyły. Jednakże głównym minerałem boksytu jest gibbsyt, który zazwyczaj stanowi około 60% jego składu.

Boksyt jest pierwotną rudą aluminium, które jest jednym z najczęściej stosowanych metali na świecie. Aluminium jest wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, w tym w transporcie, opakowaniach, budownictwie i elektronice. Boksyt jest zazwyczaj wydobywany technikami odkrywkowymi, chociaż w niektórych lokalizacjach wykorzystuje się również wydobycie podziemne. Proces ekstrakcji aluminium z boksytu obejmuje kruszenie i rafinację minerału w celu wytworzenia tlenku glinu, który jest następnie wykorzystywany do produkcji aluminium metalicznego.

Globalny popyt na aluminium napędza rozwój przemysłu boksytu, którego głównymi krajami produkującymi boksyt są Australia, Gwinea, Brazylia i Chiny. Jednakże wydobycie i wydobycie boksytu może mieć znaczący wpływ na środowisko, w tym wylesianie, erozję gleby i zanieczyszczenie wody. W rezultacie rośnie zapotrzebowanie na zrównoważone i odpowiedzialne praktyki wydobycia boksytu, aby zminimalizować te skutki i zapewnić długoterminową rentowność branży.

Boksyt klastyczny lub nieklastyczny

Boksyt jest nieklasyczną skałą osadową, co oznacza, że ​​nie składa się z fragmentów innych skał lub minerałów, które zostały przeniesione i osadzone przez wodę lub wiatr. Zamiast tego boksyt powstaje w wyniku wietrzenia i ługowania skał i minerałów bogatych w glin przez miliony lat. Powstałą pozostałość lub pozostały materiał następnie cementuje się, tworząc rudę boksytu. Ten materiał resztkowy zazwyczaj obejmuje minerały wodorotlenku glinu, tlenki żelaza i inne minerały, takie jak minerały ilaste, kwarc, tytan dwutlenek. Dlatego boksyt jest uważany za nieklasyczną skałę osadową, ponieważ powstaje w wyniku procesów chemicznych, a nie mechanicznych.

Właściwości boksytu

Boksyt ma kilka unikalnych właściwości, które czynią go ważnym minerałem do różnych zastosowań przemysłowych. Niektóre z tych właściwości obejmują:

1. Wysoka zawartość aluminium: Boksyt jest głównym źródłem metalicznego aluminium, o typowym składzie około 40-60% tlenku glinu (Al2O3). Wysoka zawartość aluminium sprawia, że ​​jest to ważny surowiec do produkcji tlenku glinu i aluminium.
2. Twardość i ścieralność: Boksyt to twardy i ścierny minerał o twardości w skali Mohsa wynoszącej 1-3.5. Dzięki temu jest to idealny materiał do stosowania jako materiał ścierny w różnych zastosowaniach, w tym w piaskowaniu, szlifowaniu i polerowaniu.
3. Wysoka ogniotrwałość: Boksyt ma wysoką temperaturę topnienia i jest wysoce ogniotrwały, co oznacza, że ​​może wytrzymać wysokie temperatury bez topienia i deformacji. Dzięki temu jest cennym materiałem do stosowania w produkcji wyrobów ogniotrwałych, takich jak wyłożenia pieców i wyroby ceramiczne.
4. Niska przewodność: Boksyt jest słabym przewodnikiem prądu i ciepła, co czyni go użytecznym jako materiał izolacyjny w zastosowaniach elektrycznych i termicznych.
5. Porowata struktura: Boksyt ma zazwyczaj porowatą strukturę, która pozwala mu wchłaniać wilgoć i inne ciecze. Ta właściwość sprawia, że ​​jest on przydatny jako środek suszący lub środek suszący w niektórych zastosowaniach.

Ogólnie rzecz biorąc, unikalne połączenie właściwości boksytu czyni go cennym minerałem o szerokim zakresie zastosowań przemysłowych.

Powstawanie boksytu

Boksyt powstaje w wyniku procesu wietrzenia zachodzącego w regionach tropikalnych i subtropikalnych o dużych opadach deszczu. Proces obejmuje podział i zmiana skał bogatych w glin, np skaleń i mały, pod wpływem wysokiej temperatury i wilgoci. Powstały boksyt depozyty zwykle występują w glebach laterytowych, które powstają w wyniku akumulacji zwietrzałych materiałów w czasie.

Na powstawanie boksytu składa się szereg procesów geologicznych, m.in.:

1. Wietrzenie chemiczne: Proces ten obejmuje rozkład skał w wyniku reakcji chemicznych z wodą i innymi substancjami. Skały bogate w glin są szczególnie podatne na wietrzenie chemiczne, ponieważ zawierają minerały łatwo rozpuszczalne w wodzie.
2. Hydroliza: Proces ten polega na reakcji minerałów z wodą w celu utworzenia nowych minerałów. W przypadku tworzenia się boksytu minerały zawierające glin ulegają hydrolizie, tworząc gibbsyt, bemit i diasporę.
3. Wymywanie: Proces ten polega na usuwaniu minerałów ze skał pod wpływem wody. W przypadku tworzenia się boksytu krzemionka i inne minerały są wymywane ze skały, pozostawiając minerały bogate w glin.
4. Zeznanie: Proces ten polega na gromadzeniu się zwietrzałych materiałów w określonym miejscu. W przypadku powstawania boksytów minerały bogate w glin odkładają się w glebach laterytowych, które charakteryzują się czerwoną lub brązową barwą oraz wysokim stężeniem tlenków żelaza i glinu.

Na powstawanie boksytów wpływa wiele czynników, w tym klimat, rodzaj skał i topografia regionu. Boksyt zwykle występuje w regionach tropikalnych i subtropikalnych o dużych opadach deszczu, ponieważ zapewnia on wilgoć potrzebną do procesu wietrzenia. Rodzaj zwietrzałej skały również odgrywa rolę, przy czym głównym źródłem boksytu są skały bogate w glin, takie jak skaleń i mika. Wreszcie topografia regionu może wpływać na tempo wietrzenia, a strome zbocza i doliny zapewniają idealne warunki do gromadzenia się zwietrzałych materiałów.

Skład boksytu

Boksyt jest mieszaniną różnych minerałów, przy czym głównymi minerałami są gibbsyt, bemit i diaspora. Minerały te to wodorotlenki glinu, które zawierają różne ilości zanieczyszczeń, takich jak tlenki żelaza, dwutlenek tytanu i krzemionka. Dokładny skład mineralny boksytu może się różnić w zależności od lokalizacji i procesów geologicznych, które go utworzyły.

Gibbsyt jest najczęstszym minerałem boksytu, zwykle stanowiącym około 60% składu. Ma wzór chemiczny Al(OH)3 i strukturę krystaliczną charakteryzującą się warstwami cząsteczek wodorotlenku glinu połączonych ze sobą wiązaniami wodorowymi. Gibsyt jest stosunkowo czysty, zawiera niewiele zanieczyszczeń i jest preferowanym minerałem do produkcji aluminium.

Boehmit to kolejny minerał występujący w boksycie, zwykle stanowiący około 20-30% składu. Ma wzór chemiczny AlO (OH) i strukturę krystaliczną podobną do gibbsytu. Bemit powstaje w wyniku odwodnienia gibbsytu i rzadziej występuje w złożach boksytu.

Diaspora jest trzecim głównym minerałem występującym w boksycie i zwykle stanowi około 5-20% składu. Ma wzór chemiczny AlO (OH) i strukturę krystaliczną inną niż gibbsyt i bemit. Diaspora zwykle występuje w złożach boksytu, które uległy wysokiemu ciśnieniu i odkształceniom.

Oprócz tych głównych minerałów boksyt może zawierać różne zanieczyszczenia, w tym tlenki żelaza, dwutlenek tytanu i krzemionkę. Tlenki żelaza, takie jak krwawień i getyt, są powszechnymi zanieczyszczeniami boksytu i mogą nadać mu czerwonawo-brązowy kolor. W boksycie mogą występować także dwutlenek tytanu i krzemionka, w zależności od lokalizacji i procesów geologicznych, które je utworzyły.

Skład boksytu jest ważny przy określaniu jego wartości i przydatności do różnych zastosowań przemysłowych. Czystość wodorotlenków glinu w boksycie może wpływać na wydajność procesu ekstrakcji, natomiast zanieczyszczenia mogą wpływać na właściwości powstałych produktów aluminiowych.

Górnictwo i wydobycie boksytu

Wydobywanie i wydobywanie boksytu obejmuje kilka etapów, w tym poszukiwania, wiercenia, strzały, kruszenie i rafinację.

1. Eksploracja: Pierwszy etap wydobycia i wydobywania boksytu obejmuje poszukiwania w celu zidentyfikowania potencjalnych obszarów wydobycia boksytu. Proces ten zazwyczaj obejmuje geologów badających teren złoża minerałów przy użyciu różnych technik, takich jak badania lotnicze, badania naziemne i wiercenia.
2. Wiercenie: Po zidentyfikowaniu potencjalnego złoża boksytu przeprowadza się wiercenie w celu określenia głębokości i jakości złoża. Pobiera się próbki rdzenia i analizuje je w celu określenia składu i jakości boksytu.
3. Wysadzanie: Po zidentyfikowaniu i ocenie złoża boksytu przeprowadza się strzałowanie w celu oddzielenia boksytu od otaczającej skały. Wiąże się to z użyciem materiałów wybuchowych w celu rozbicia skały i ułatwienia wydobycia boksytu.
4. Kruszenie: Boksyt jest następnie kruszony i przesiewany w celu usunięcia nadwymiarowego materiału. Proces ten jest niezbędny, aby zapewnić, że boksyt będzie miał odpowiednią wielkość do transportu i rafinacji.
5. Rafinacja: Boksyt jest następnie transportowany do zakładu rafinacji, gdzie jest przetwarzany w celu ekstrakcji aluminium. Proces rafinacji obejmuje szereg etapów, w tym trawienie, klarowanie, wytrącanie i kalcynację.

a) Trawienie: Rozdrobniony boksyt miesza się z gorącym roztworem sody kaustycznej (wodorotlenku sodu) i wody, co rozpuszcza zawarte w boksycie minerały zawierające glin.

b) Klarowanie: Powstały roztwór następnie klaruje się w celu usunięcia wszelkich zanieczyszczeń, takich jak tlenki żelaza i krzemionka.

c) Wytrącanie: Następnie z roztworu wytrąca się wodorotlenek glinu, stosując materiał zaszczepiający, zazwyczaj trihydrat glinu. W wyniku tego procesu powstaje biały proszek, będący surowcem do produkcji aluminium.

d) Kalcynacja: Wodorotlenek glinu jest następnie podgrzewany w piecu w celu wytworzenia tlenku glinu (tlenku glinu), który jest produktem końcowym procesu rafinacji.

Tlenek glinu można następnie przetopić w celu wytworzenia aluminium, które jest wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań, w tym w budownictwie, transporcie, pakowaniu i elektronice.

Zastosowania boksytu

Boksyt wykorzystuje się przede wszystkim do produkcji tlenku glinu (tlenku glinu), który następnie wykorzystuje się do produkcji aluminium metalicznego. Jednak boksyt ma również inne zastosowania przemysłowe. Oto niektóre z głównych zastosowań boksytu:

1. Produkcja aluminium: Najbardziej znaczącym zastosowaniem boksytu jest surowiec do produkcji tlenku glinu, który jest następnie wykorzystywany do produkcji aluminium. Aluminium to lekki, mocny i odporny na korozję metal stosowany w szerokim zakresie zastosowań, w tym w budownictwie, transporcie, pakowaniu i elektronice.
2. Materiały ogniotrwałe: Boksyt jest również używany do produkcji materiałów ogniotrwałych, które służą do wyłożenia pieców i pieców wysokotemperaturowych. Materiały ogniotrwałe muszą być w stanie wytrzymać ekstremalnie wysokie temperatury i korozję, co czyni boksyt idealnym materiałem do tego zastosowania.
3. Materiały ścierne: Boksyt może być stosowany jako materiał ścierny do piaskowania i szlifowania. Kiedy boksyt jest kruszony i przetwarzany, może wytwarzać tlenek glinu, który jest powszechnym materiałem ściernym stosowanym w papierze ściernym, tarczach szlifierskich i narzędziach skrawających.
4. Cement: Boksyt może być stosowany jako surowiec do produkcji cementu. Podczas obróbki boksytu wapień i podgrzewany w piecu, wytwarza rodzaj cementu znany jako cement glinowo-wapniowy.
5. Substancje chemiczne: Boksyt można wykorzystać do produkcji różnych produktów chemicznych, w tym siarczanu glinu, który jest stosowany w uzdatnianiu wody, produkcji papieru i innych zastosowaniach przemysłowych.
6. Inne zastosowania: Boksyt może być również stosowany jako materiał wypełniający w tworzywach sztucznych, jako składnik płuczek wiertniczych oraz jako źródło żelaza i innych metali. Jest również stosowany w niektórych kosmetykach i produktach do pielęgnacji skóry jako naturalny środek złuszczający.

Globalny przemysł boksytów

Światowy przemysł boksytów wnosi znaczący wkład w gospodarkę światową, a produkcja i eksport boksytu generują znaczne dochody dla wielu krajów. Oto kilka kluczowych faktów i liczb dotyczących światowego przemysłu boksytu:

1. Produkcja: w 2021 r. największymi na świecie producentami boksytu były Australia, Gwinea i Brazylia. Kraje te odpowiadały za ponad 75% światowej produkcji boksytu.
2. Rezerwy: Największe rezerwy boksytu znajdują się w Gwinei, Australii, Brazylii, Jamajce i Chinach. Kraje te łącznie posiadają ponad 75% światowych zasobów boksytu.
3. Eksport: Światowy przemysł boksytów jest w dużym stopniu zorientowany na eksport, a ponad 90% produkcji boksytu jest eksportowane do innych krajów. Głównymi krajami eksportującymi boksyt są Australia, Gwinea i Brazylia.
4. Zużycie: Chiny są największym konsumentem boksytu, odpowiadającym za ponad 50% światowego zużycia boksytu. Inni główni konsumenci to Stany Zjednoczone, Rosja i Japonia.
5. Struktura przemysłu: Przemysł boksytu jest zdominowany przez niewielką liczbę międzynarodowych firm, w tym Rio Tinto, Alcoa i Rusal. Firmy te są zaangażowane na wszystkich etapach łańcucha wartości boksytów, od poszukiwań i wydobycia po rafinację i wytapianie.
6. Tendencje rynkowe: Oczekuje się, że światowy przemysł boksytów będzie rósł w stałym tempie przez kilka następnych lat, napędzany rosnącym popytem na aluminium w takich branżach, jak budownictwo, transport i opakowania. Jednak branża stoi również przed wyzwaniami, w tym rosnącymi obawami dotyczącymi środowiska, rosnącymi kosztami i zagrożeniami geopolitycznymi.

Ogólnie rzecz biorąc, światowy przemysł boksytów odgrywa ważną rolę w gospodarce światowej, dostarczając krytycznego surowca do produkcji aluminium i innych produktów przemysłowych.

Wnioski

Podsumowując, boksyt jest ważnym minerałem mającym szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, z których najważniejsza jest produkcja aluminium. Boksyt powstaje w wyniku wietrzenia i wymywania skał i minerałów przez miliony lat, a jego unikalny skład sprawia, że ​​idealnie nadaje się do wielu zastosowań. Światowy przemysł boksytów jest zdominowany przez niewielką liczbę międzynarodowych firm i jest silnie zorientowany na eksport. Oczekuje się, że w nadchodzących latach branża będzie nadal rosła, napędzana rosnącym popytem na aluminium i inne produkty przemysłowe. Jednak branża stoi również przed wyzwaniami, takimi jak rosnące obawy dotyczące środowiska i ryzyko geopolityczne. Ogólnie rzecz biorąc, boksyt pozostaje kluczowym minerałem dla światowej gospodarki i w dającej się przewidzieć przyszłości nadal będzie odgrywać kluczową rolę w różnych gałęziach przemysłu.

Podsumowanie kluczowych punktów związanych z minerałami boksytowymi

• Boksyt to minerał używany głównie do produkcji tlenku glinu, który jest następnie wykorzystywany do produkcji aluminium.
• Boksyt powstaje w wyniku wietrzenia i wymywania skał i minerałów przez miliony lat.
• Największe zasoby boksytu znajdują się w Gwinei, Australii, Brazylii, Jamajce i Chinach.
• Światowy przemysł boksytu jest zdominowany przez niewielką liczbę międzynarodowych firm, w tym Rio Tinto, Alcoa i Rusal.
• Boksyt ma różne zastosowania przemysłowe, w tym jako surowiec do produkcji aluminium, składnik materiałów ogniotrwałych, materiał ścierny, źródło żelaza i innych metali oraz jako materiał wypełniający w tworzywach sztucznych.
• Światowy przemysł boksytów jest w dużym stopniu zorientowany na eksport, a ponad 90% produkcji boksytu jest eksportowane do innych krajów.
• Chiny są największym konsumentem boksytu, odpowiadającym za ponad 50% światowego zużycia.
• Oczekuje się, że w nadchodzących latach branża będzie nadal rosła, napędzana rosnącym popytem na aluminium i inne produkty przemysłowe, ale stoi także przed wyzwaniami, takimi jak rosnące obawy dotyczące środowiska i ryzyko geopolityczne.

Przyszłe perspektywy wydobycia i wydobycia boksytów

Perspektywy wydobycia i wydobycia boksytów na przyszłość są mieszane. Z jednej strony oczekuje się, że światowy popyt na aluminium i inne produkty przemysłowe oparte na boksycie będzie w dalszym ciągu rosnąć, co może prowadzić na zwiększone zapotrzebowanie na boksyt oraz kontynuację inwestycji w wydobycie i wydobycie boksytu. Istnieją jednak również istotne wyzwania i zagrożenia związane z wydobyciem boksytu, które mogą ograniczyć jego potencjał wzrostu.

Jednym z głównych wyzwań jest rosnąca świadomość wpływu działalności wydobywczej na środowisko, co doprowadziło do większej kontroli praktyk i przepisów górniczych na całym świecie. W szczególności zużycie wody oraz wytwarzanie odpadów i emisji związanych z wydobyciem i przetwarzaniem boksytu może mieć znaczący wpływ na środowisko. Przedsiębiorstwa wydobywcze będą musiały przyjąć bardziej zrównoważone praktyki, aby złagodzić te skutki i zachować społeczną licencję na prowadzenie działalności.

Kolejnym wyzwaniem jest potencjalne ryzyko geopolityczne związane z wydobyciem boksytu. Wiele z największych zasobów boksytu znajduje się w krajach o niestabilnej sytuacji politycznej, takich jak Gwinea i Wenezuela, co może prowadzić do zakłóceń w dostawach. Ponadto zmiany w polityce handlowej i taryfach mogą mieć wpływ na rentowność działalności wydobywczej boksytu.

Wreszcie rosnące koszty energii i innych nakładów niezbędnych do wydobycia i przetwarzania boksytu mogą w przyszłości sprawić, że będzie to mniej opłacalne ekonomicznie. Aby pozostać konkurencyjnymi, firmy będą musiały w dalszym ciągu wprowadzać innowacje i poprawiać wydajność.

Podsumowując, perspektywy na przyszłość dla wydobycia i wydobycia boksytu są mieszane i obejmują potencjał dalszego wzrostu, ale także znaczące wyzwania i ryzyko, którym trzeba będzie stawić czoła, aby zapewnić długoterminową stabilność branży.

Referencje

1. "Boksyt." Encyklopedia Britannica. Encyclopædia Britannica, Inc., strona internetowa. 01 kwietnia 2022 r.
2. "Boksyt." Służba Geologiczna Stanów Zjednoczonych. Departament Spraw Wewnętrznych Stanów Zjednoczonych, strona internetowa. 01 kwietnia 2022 r.
3. „Zarządzanie pozostałościami boksytu: najlepsze praktyki, technologie i innowacyjne rozwiązania”. Międzynarodowy Instytut Aluminium, 2015.
4. Raghavan, Vijay R. i in. Złoża boksytu świata. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2016.
5. "Boksyt." Górnictwo Globalne. Przyszły sterownik PLC i Internet. 01 kwietnia 2022 r.