Bauksiitti: Alumiinin tärkein malmi.

Sisältö

• Mikä on bauksiitti?
• Mikä on bauksiittikoostumus?
• Boksiitin fysikaaliset ominaisuudet
• Bauksiitti, jota käytetään alumiinin tuotantoon
• Bauksiitin käyttö hioma-aineena
• Bauksiitin käyttö potentiaalina
• Korvikkeet bauksiitille
• Bauksiittipaikat

bauksiitti Little Rockista, Arkansasin osavaltiolta, jolla on pisoliittinen tapa ja ominainen punaraudan värjäys. Näytteen poikkileikkaus on noin 10 tuumaa.

Mikä on bauksiitti?

Monet ihmiset ovat yllättyneitä kuultuaan, että boksiitti ei ole mineraali. Se on kallio, joka koostuu pääasiassa alumiinia sisältävistä mineraaleista. Se muodostuu, kun lateriittimaisesta maaperästä huuhtoutuu voimakkaasti piidioksidia ja muita liukoisia aineita kosteassa trooppisessa tai subtrooppisessa ilmastossa.

Bauksiitti on alumiinin ensisijainen malmi. Lähes kaikki alumiini, joka on koskaan tuotettu, on uutettu bauksiitista. Yhdysvalloissa on muutamia pieniä bauksiitti-talletuksia, mutta vähintään 99% Yhdysvalloissa käytetystä bauksiitista on tuotu. Yhdysvallat on myös merkittävä alumiinimetallin tuoja.

Mikä on bauksiittikoostumus?

Bauksiitilla ei ole erityistä koostumusta. Se on seos vesipitoisista alumiinioksideista, alumiinihydroksideista, savimineraaleista ja liukenemattomista materiaaleista, kuten kvartsi, hematiitti, magnetiitti, sideriitti ja goetiitti. Bauksiitin alumiinimineraalit voivat sisältää: gibbsite Al (OH)₃, boehmiitti AlO (OH) ja, diaspoori, AlO (OH).

Boksiitin fysikaaliset ominaisuudet

Boksiitti on tyypillisesti pehmeää materiaalia, jonka kovuus on vain 1-3 Mohsin asteikolla. Se on valkoisesta harmaanvaltaan punertavanruskeaan, pisoliittisella rakenteella, maanläheisellä kiillolla ja alhaisella ominaispainolla, välillä 2,0 - 2,5. Nämä ominaisuudet ovat hyödyllisiä boksiitin tunnistamiseksi; niillä ei kuitenkaan ole mitään tekemistä bauksiittien arvon tai hyödyllisyyden kanssa. Tämä johtuu siitä, että bauksiitti jalostetaan melkein aina toiseksi materiaaliksi, jonka fysikaaliset ominaisuudet eroavat selvästi bauksiitista.

Puksoliitit bauksiitissa: Lähikuva sivun yläosan valokuvassa olevasta bauksiittinäytteestä. Tämä kuva näyttää yksityiskohdat pisoliiteista.

Bauksiitti, jota käytetään alumiinin tuotantoon

Bauksiitti on alumiinin tärkein malmi. Ensimmäinen vaihe alumiinin valmistuksessa on murskata bauksiitti ja puhdistaa se Bayer-prosessilla. Bayer-prosessissa bauksiitti pestään kuumassa natriumhydroksidiliuoksessa, joka huuhtoa alumiinia bauksiitista. Alumiini saostuu liuoksesta alumiinihydroksidin, Al (OH) muodossa.₃. Alumiinihydroksidi kalsinoidaan sitten alumiinioksidiksi, Al₂O₃.

Alumiini sulatetaan alumiinioksidista Hall-Heroult-prosessin avulla. Hall-Heroult-prosessissa alumiinioksidi liuotetaan kryoliitin (Na₃AlF₆). Sula alumiini poistetaan liuoksesta elektrolyysillä. Tämä prosessi käyttää valtavasti sähköä. Alumiinia tuotetaan yleensä siellä, missä sähkön kustannukset ovat erittäin alhaiset. Suuri osa Yhdysvalloissa käytetystä alumiinista tuotetaan Kanadassa vesivoimalla.

Boksiitti ilman pisoliitteja: Boksiitti Demeraralta, Guyana. Joillakin bauksiittiäytteillä ei ole pisoliittisia rakenteita. Näytteen poikkileikkaus on noin 10 tuumaa.

Bauksiitin käyttö hioma-aineena

Kalsinoitu alumiinioksidi on synteettinen korundi, joka on erittäin kova materiaali (9 Mohsin kovuusasteikolla). Kalsinoitu alumiinioksidi murskataan, erotetaan koon mukaan ja käytetään hankaavana aineena. Alumiinioksidihiekkapaperi, kiillotusjauheet ja kiillotussuspensiot valmistetaan kalsinoidusta alumiinioksidista.

Sintrattua bauksiittia käytetään usein hiekkapuhallusaineena. Se tuotetaan murskaamalla bauksiitti jauheeksi ja sulattamalla se sitten pallomaisiksi helmiksi erittäin korkeassa lämpötilassa. Nämä helmet ovat erittäin kovia ja erittäin kestäviä. Helmet lajitellaan sitten koon mukaan käytettäväksi erityyppisissä hiekkapuhalluslaitteissa ja erilaisissa hiekkapuhallussovelluksissa. Niiden pyöreä muoto vähentää toimituslaitteiden kulumista.

Rock- ja mineraalipakkaukset: Hanki kivi-, mineraali- tai fossiilisarja saadaksesi lisätietoja maan materiaaleista. Paras tapa oppia kiviä on olla näytteitä käytettävissä testausta ja tutkimusta varten.

Bauksiitin käyttö potentiaalina

Sintrattua bauksiittia käytetään myös öljykentän tukijana. Öljyn ja maakaasun porauksessa säiliön kallio murtuu usein pumppaamalla nesteitä kaivoon erittäin korkeissa paineissa. Paine kasvaa erittäin korkealle tasolle, joka aiheuttaa liuskeöljysäiliön murtumisen. Kun murtumista tapahtuu, vesi ja suspendoituneet hiukkaset, joita kutsutaan "potkuriksi", ryntävät murtumiin ja työntävät ne auki. Kun pumput kytketään pois päältä, murtumat sulkeutuvat ja tarttuvat potkurin hiukkasiin säiliössä. Jos säiliöön jää riittävä määrä murtokestäviä hiukkasia, murtumat "tuetaan" auki, mikä mahdollistaa öljyn tai maakaasun virtauksen kallioista kaivoon. Tätä prosessia kutsutaan hydrauliseksi murtamiseksi.

Jauhemainen bauksiitti voidaan sulauttaa pieniksi helmiksi erittäin korkeissa lämpötiloissa. Näillä helmillä on erittäin korkea murtolujuus, ja se tekee niistä sopivia potkurina. Niitä voidaan tuottaa melkein missä tahansa koossa ja ominaispainolla. Helmien ominaispaino ja niiden koko voidaan sovittaa hydraulisen murtumisnesteen viskositeettiin ja murtumien kokoon, joiden odotetaan kehittyvän kallioon. Valmistetut kannattajat tarjoavat laajan valikoiman raekokoja ja ominaispainoa verrattuna luonnontuotantoon, jota kutsutaan frac-hiekkaksi.

Korvikkeet bauksiitille

Maailman bauksiittivarat ovat riittävät vuosikymmenien ajan tuotantoon nykyisellä tasolla. Alumiinioksidin tuotantoon voidaan käyttää bauksiitin sijasta muita materiaaleja. Savi mineraaleja, aleniittia, anortosiittia, voimalaitoksen tuhkaa ja öljyliusketta voitaisiin käyttää alumiinioksidin tuotantoon, mutta korkeammilla kustannuksilla, eri prosessien avulla. Piikarbidia ja synteettistä korundia käytetään joskus bauksiittipohjaisten hioma-aineiden sijasta. Synteettistä mulliittia ja magnesiitista valmistettua magnesiumoksidia käytetään joskus bauksiittipohjaisten tulenkestävien aineiden sijasta.

Bauksiittipaikat

Boksiittia on runsaasti monissa paikoissa ympäri maailmaa. Vuonna 2017 kymmenen johtavaa bauksiittia tuottavaa maata olivat: Australia, Kiina, Brasilia, Intia, Guinea, Jamaika, Venäjä ja Kazakstan. Jokaisella näistä maista on tarpeeksi varantoja monen vuoden jatkuvaan tuotantoon. Joillakin on varauksia yli 100 vuoden tuotantoon.

Yhdysvalloissa on pieniä määriä boksiittia Arkansasissa, Alabamassa ja Georgiassa; boksiittia louhitaan kuitenkin hyvin vähän Yhdysvalloissa, ja vähintään 99 prosenttia kulutuksesta tuodaan maahan.