Ст бокситы. Удивительный минерал боксит

11.10.2019Рубрика: Термины и понятия

Бокситы являются важнейшим сырьем для производства глинозема.
Бокситом называется горная порода, состоящая главным образом из водных окисей алюминия, железа и небольших количеств окислов кремния, титана и некоторых других элементов, а также водных алюмосиликатов. Бокситы по своему происхождению делятся на две основные группы, остаточные и осадочные Остаточные бокситы образованы в процессе латеритного выветривания сиенитов, гранитов, диоритов, базальтов, долеритов, кристаллических сланцев, глин, а также при выщелачивании известняков.
Латеритизация - процесс выветривания алюмосиликатных пород в условиях выровненного рельефа, жаркого климата со сменой дождливых и засушливых периодов В этом процессе происходит разложение алюмосиликатов, вынос кремнекислоты, образование и накапливание свободных гидратов окисей алюминия и железа. Типичные латеритные бокситы на территории России неизвестны Большое распространение они имеют в тропической и субтропической зонах.
Осадочные бокситы образовались в прибрежно-морских лагунах, континентальных озерах и речных долинах за счет переносимых реками, а также грунтовыми водами растворов, суспензий и коллоидных соединений алюминия, железа, титана и многих других элементов.
Характерным для бокситов является скрытокристаллическое и часто аморфное состояние большинства минералов, входящих в их состав. Многие минеральные формы представлены затвердевшими простыми и комплексными гидрогелями. Цвет боксита колеблется от почти белого до темно-красного и черного. Бокситы имеют бобовую, оолитовую, сгустковую, мелкозернистую и поровую структуры. Бокситы разных структур часто встречаются в месторождениях на близком расстоянии друг от друга.
Кроме некоторых разновидностей, по внешнему виду, без специальных методов изучения (в шлифах, при помощи химических, дифференциально-термических, рентгеновских анализов), бокситы определить трудно. Твердость бокситов весьма различна и определяется их минералогическим составом и структурой. Бокситам присуща значительная пористость, иногда переходящая в кавернозность, что обусловливает их значительную влажность
В бокситах обнаружено 42 химических элемента, в том числе десять (О, Н, С, Al, Si, Ti, Ca, Mg, Fe и S) входят в состав бокситов в наибольших количествах и содержание каждого из них превышает 1%, пять элементов (Р, V, Cr, Na и К) входят в количестве до 1%, содержание остальных элементов не превышает 0,1% (Cu, Zn, Zr, Ca, Co, Mn, Ge, Sr, Be, Ba, U, Th).
Химический состав бокситов колеблется в широких пределах как в разных месторождениях, так и в пределах одного месторождения.
Минералогический состав бокситов очень сложный. В них установлено около 100 минералов. Однако породообразующее значение из них имеют, в зависимости от типа бокситов, следующие: диаспор, бемит, гидраргиллит или гиббсит, каолинит, хлориты, кальцит, сидерит, гематит, гетит, пирит.
Обычно бокситы в своем составе имеют два минерала окиси алюминия.
В зависимости от степени гидратизации окиси алюминия бокситы разделяются на:
1) маловодные - корундовые,
2) одноводные - диаспоровые и бемитовые,
3) трехводные - гидраргиллитовые или гиббситовые.
Размеры месторождений крайне различны и определяются размером бассейнов накопления, эродированностью района и, в меньшей мере, зависят от их генезиса. Максимальная известная длина месторождения по простиранию достигает 10 км и ширина 2 км. Наибольшую протяженность имеют покровы остаточных бокситов латеритного происхождения. Мощность залежей без раздувов и карманов обычно бывает порядка 5 м.
Мощность карманов в пластообразных месторождениях достигает 65 м, а в месторождениях, залегающих в известняках, - до 250 м. Запасы отдельных залежей всех типов обычно не превышают 20-25 млн. т. Строение залежей зависит от генезиса месторождения. Наиболее простое строение имеют осадочные месторождения лагунного происхождения, залегающие среди известняков. Как правило, они имеют ровный верхний контакт и крайне извилистый нижний Эти место рождения характеризуются устойчивым качеством по ширине, простиранию и мощности. Самыми сложными являются месторождения осадочные и смешанные, озерно-болотного происхождения. Они обычно представляют несколько пластов бокситов, перемежающихся с бокситовыми и обыкновенными глинами.
Для озерно-болотных и долинных месторождений характерна зональность их строения Залежи некоторых месторождений имеют форму линз чешуйчатого или концентрически-зонального строения (Тихвинский бассейн).
Промышленность предъявляет к бокситам как сырью для производства глинозема ряд требований. В России эти требования определяются государственным стандартом ГОСТ 972-50 (табл. 1).

2. Для боксита, предназначенного для производства глинозема, устанавливаются следующие пределы содержания серы: для боксита марок Б-1, Б-2, Б-7, Б-8 - не более 0,7%; для боксита марок Б-3, Б-5, Б-4 - не более 1,0%.
3. Боксит марок Б-1, Б-2, Б-7 и Б-8 выпускается в зависимости от содержания углекислоты, двух сортов: первый сорт - с содержанием углекислоты до 1,3%, второй сорт - с содержанием углекислоты свыше 1,3% от веса сухого боксита.
4. В боксите, предназначенном для производства глинозема способом спекания (марок Б-3, Б-4, Б-5), допускается пониженное содержание окиси алюминия за счет увеличения содержания углекислого кальция
5. В боксите, предназначенном для производства электрокорунда, устанавливается следующее содержание окиси кальция: для боксита марок БВ и В-О - не более 0,5%, для боксита марки Б-1 - не более 0,8%. Содержание серы не более 0,3%.
6. В боксите, предназначенном для мартеновского производства, содержание серы не должно превышать 0,2%, содержание фосфора 0,6% в расчете на P2O6.
7. В боксите, предназначенном для производства плавленых огнеупоров, содержание окиси кальция не должно превышать 1,5%, содержание серы 0,5%.
8. В боксите, предназначенном для производства глиноземистого цемента, содержание серы не должно превышать 0,5%.

Месторождения бокситов России

Бокситы на территории России впервые были обнаружены в 1916 г. (Тихвинское). В начале 30 х годов были открыты бокситы на Северном Урале. Затем последовал ряд находок бокситов в различных частях России.
В настоящее время можно говорить о следующих бокситоносных областях России:
1 Северо-Уральской- бокситы бемит-диаспорового типа, имеют средний состав 51,0-57,0% AbO3, 2,5-8,5% SiO2, 20,0-22,0% Fe2О3, 2,5-3,0% TiO2. Распространены пиритсодержащие разности, в которых серы содержится 6-8%.
2 Южно-Уральской - бокситы бемит-диаспорового типа, имеют средний состав: 48,0-60,0% Al2O3, 5,0-12,0% SiO2, 18,0-20,0% Fe2O3, 2,5-3,0% TiO2. Имеются пиритсодержащие разности.
3. Средне-Уральской - бокситы гидраргиллитового типа, имеют средний состав: 33,0-39,0% Al2O3, 6-8% SiO2, 15,0-20,0% Fe2O3, 3,0-4,0 TiO2. Имеются разности, содержащие Fe2O3 в виде сидерита.
4. Енисейской - бокситы гидраргиллитового типа, имеют средний состав. 32,0-46,0% Al2O2, 6,0-10,0% SiO2, 25-35% Fe2O3, 4,8-5,5% TiO2. Имеются разности, содержащие вместе с гидраргиллитом корунд.
5. Северо-Западной - бокситы гидраргиллит-бемитового типа, имеют средний состав 39,0-46,0% AbO3, 8-15% SiO2, 14,С-16,0% Fe2O3, 2,0-3,0% TiO2.
6. Северо-Казахстанской - бокситы гидраргиллитового типа, имеют средний состав, 40,0-50,0% Al2O3, 5,0-15,0% SiO2, 10,0-12,0% Fe2O3, 2,3-2,5% TiO2 Распространены разности, где основное количество железа находится в виде сидерита.
Кроме того, в России известны низкокачественные бокситы, не отвечающие требованиям ГОСТа:
1. Онежские - бокситы гидраргиллит-бемитового типа.
2. Саянские - бокситы бемит-диаспорового типа и др.

Месторождения бокситов зарубежных стран

США. Хотя эта страна занимает первое место по производству металлического алюминия, однако в основном американская глиноземная промышленность зависит от импорта. Например, в 1960 г. в США было ввезено боксита из: Суринама 3 317 240 т; Ямайки 4 257 040 т и Британской Гвианы 335280 т.
Бокситы в США были открыты в штате Джорджия в 1883 г Известны две бокситоносные области. Центральная часть штата Арканзас и штаты юго-востока - Джорджия, Алабама, Миссисипи, Теннеси и Виргиния.
Диаслоровые бокситы, не считающиеся в США глиноземным сырь ем, известны в Пенсильвании и Миссури.
Запасы бокситов (на 1950 г.) составляют: Арканзас - 39 млн. т, Алабама - 700 тыс. г, Джорджия - 1 млн г, Пенсильвания - 5 млн. т. В 1957 г. было добыто 1437000 т., из них 9/10 - из месторождений штата Арканзас. Средний состав арканзасских бокситов: 56-59% Al2O3, 5-8% SiO2, 2-6% Fe2O3, 29-31% п. п. п.
Канада - второй в мире по масштабу производства производитель алюминия Собственных месторождений не имеет. Бокситы импортирует из Британской Гвианы, Суринама и США, В 1956 г. в Канаду было ввезено 2 159 000 т бокситов.
Ямайка. Полоса месторождений протягивается здесь через весь остров с востока на запад Объем месторождений от нескольких тысяч тонн до многих миллионов тонн, в среднем 500 тыс т. Общие запасы - около 600 млн. т. Добыча в 1952 г. - 420 000 г, а в 1960 г. уже достигала 5 836 920 т Средний состав. 46-50% Al2O3, 0,4-3,5% SiO2, 17-23% Fe2O3. Боксит в основном экспортируется. На Ямайке имеются два глиноземных завода. Один в Кирхванне производительностью 550 000 т в год, и другой в области Сент-Катерина производительностью 250 000 т.
Британская Гвиана. Основные месторождения находятся вдоль р. Демерера, между Христианбургом и Акима, вдоль р. Эсскибо, вдоль р. Бербайс и ее притока р. Итуни. Значение месторождений очень различное. Запасы оцениваются в 65-100 млн. т. Эксплуатация началась в 1914 г В 1960 г. было добыто 2 510 730 т. Средний состав: 50-61% Al2O3, 3-12% SiO2, 1,0-2,5% Fe2O3. В районе г. Мекензи построен глиноземный завод производительностью 230 000 т в год.
Суринам. Бокситы открыты в 1915 г. Главнейшие месторождения расположены вдоль рек Коттика и Суринам. Крупнейшим месторождением является Моенгро. Бокситы представляют поверхностные отложения (покровы на вершинах низких холмов). Общие запасы определяются в 50-100 млн. т Состав: 55-57% Al2O3, 2-3% SiO2, 8-12% Fe2O3, 30-31% п п.п. Эксплуатация началась с 1922 г. Добыча в 1951 г. составляла 2 699 000 г, а в 1960 г. уже 3 454 400 т. Намечено строительство глиноземного и алюминиевого заводов.
Бразилия. Месторождения бокситов имеются во многих частях страны, но наиболее крупные находятся на плато Посос де Кальдос. Запасы оцениваются величиной около 200 млн. т.
В 1960 г. добыча составила всего 99 000 т. Состав боксита: 45-65% Al2O3, 2-20% SiO2, 0,3-10 % Fe2O3.
Гавайские острова. Месторождения бокситов известны на многих островах архипелага. Бокситы гидраргиллитового типа. Общие запасы оцениваются в 600 млн. г. Состав: 40-46% Al2O3, 2% SiO2, 35-40% Fe2O3.
Гана. Месторождения представляют полосу, тянущуюся параллельно берегу океана, в 100-150 км от него в глубь континента. Наиболее интересны четыре района: Нсисресо, Аффо (Сефви-Беквай), Енахин и горы Ейуанохоюа. Самыми крупными запасами обладает район Енахин - 168 млн. т, в Аффо имеется около 32,5 млн. г, в горах Ейуанахема - 4 млн. т. Состав- 51% Al2O3, 1-1,5% SiO2, 19% Fe2O3, 1,5% TiO2.
Боксит вывозится в Англию. В 1960 г. добыча составляла 191 008 т. Наличие больших ресурсов гидроэнергии позволяет организовать крупное производство алюминия. Начато строительство завода мощностью 210 000 т алюминия в год.
Гвинейская Республика. Месторождения бокситов известны в ряде мест республики, но добыча ведется только на острове Лoc. Бокситы гидраргиллитового типа. Состав: 51% Al2O3, 6% SiO2, 11% Fe2O3.
Возможные запасы оцениваются примерно в 1 млрд. т. Добыча в 1960 г составила 1 377 696 т, из которых 385 000 т было вывезено в Канаду
В 1960 г пущен глиноземный завод производительностью 480 000 т в год.
Индонезия. Бокситы известны на многих островах: Бинтан, Банка, Батам, Сингкап. Наиболее значительные находятся на о. Бинтан с за пасами 23 млн. г. Общие запасы бокситов - около 30 млн. т.
Состав бокситов: 53-55% Al2O3, 4% SiO2, 9-13% Fe2O3. Вся добываемая руда экспортируется. Запланировано строительство алюминиевого завода производительностью 10 000 т в год в Восточной Суматре.
Индия. Основные запасы сосредоточены в штатах: Бихар, Мадхча-Прадеш, Орисса, Мадрас, Бомбей, Джжами и Кашмир. Общие запасы превышают 250 млн. г, из которых высококачественных только 27 млн. т. Бокситы гидраргиллитового типа, кроме кашмирских, которые являются диаспоровьми.
Состав гидраргиллитовых бокситов: 56-68% Al2O3, 0,3-7,0% SiO2, 0,3-6,0% Fe2O3, 1-10% TiO2.
Состав диаспоровых бокситов: 79% Al2O3, ~1% SiO2, 2,1% Fe2O3.
Австралия. Месторождения бокситов открыты в 1952 г. в северной части континента и имеются в ряде других мест. Бокситы гидраргиллитового типа. Средний состав 46% Al2O3, 5-6% SiO2, Возможные запасы оцениваются более миллиарда тонн.
Франция. Бокситы открыты в 1821 г. Месторождения расположены в департаментах Вар, Буш-дю-Рон, Эро, Восточные Пиренеи и Ариеж и вытянуты приблизительно параллельно берегу Средиземного моря. Основные запасы находятся в департаменте Bap, который является главным производителем боксита, давая 6/7 всей добычи Франции. Достоверные запасы 20 млн. т, вероятные - 40 млн. т. Основной тип бокситов - бемитовый. Добываемые бокситы имеют состав. 51-58% Al2O3, 3,5-5,5% SiO2, 18-25% Fe2 O3.
Эксплуатация месторождений началась в 1873 г., добыча е 1960 г составляла более 2 038 096 т.
Италия. Месторождения в основном сосредоточены в центральной части Аппенинского полуострова. Выделяются три бокситоносные зоны: Абруцца, Кампания, горы Гаргано. Запасы оцениваются в 30 млн, т. В 1957 г. добыто 261000 т. Бокситы бемитового типа. Состав 43-53% Al2O3, 2-6 % SiO2.
Греция. Месторождения представляют прерывистую полосу, тянущуюся с северо-запада на юго-восток, от острова Аморгос в архипелаге Цоклиды до Фтиотид в горном хребте Пинд, пересекая Аттику, Беотию и Фосиды. Бокситы диаспор-бемитового типа. Состав: 56-59% Al2O3, 3-7% SiO2, 18,0% Fe2O3. Добыча в 1960 г. составляла 949 960 т Бокситы полностью вывозятся в ФРГ, Великобританию и России.
Югославия. Месторождения находятся в Истрии, Далмации, Боснии, Герцеговине и Черногории. Тип бокситов: далматинских - гидраргиллитовый; истринских, черногорских, герцеговинских - бемитовый. Разведанные запасы составляют около 130 млн т, возможные 270 млн. т. Средний состав: 59,7% Al2O3, 3,4% SiO2, 18,2 % Fe2O3. В 1960 г. было добыто 1 025 144 т боксита; значительная часть боксита вывозится в ФРГ и Италию.
Венгрия. Месторождения протягиваются полосой от южного конца озера Балатон до сел. Негра севернее Будапешта. Основная часть запасов находится в районе «Лес Баконь», где известно 15 месторождений, из которых Халимба - одно из крупнейших в Европе.
Бокситы гидраргиллит-бемитового типа Состав: 48-63% Al2O3, 2-14% SiO2, 20-30% Fe2O3. Для венгерских бокситов характерно повышенное содержание P2Os, V2O5 и Сr2Oз. Запасы оцениваются в 200-250 млн т.
Добыча концентрируется на месторождениях Гант и Искасент-Двердь, которые дают до 80% всей продукции бокситов Венгрии. В 1960 г. добыто более 1 150 000 т.
Румыния. Наиболее важные месторождения находятся в Трансильвании в горах Бихар. Размер отдельных месторождений небольшой Бокситы главным образом диаспорового типа. Состав: 49-71% Al2O3, 2-9% SiO2, 3-30% Fe2Oa. Общие запасы оцениваются в 40 млн т.
КНР. Месторождения бокситов находятся в пределах Корейско-Китайской платформы. Известны два генетических типа месторождений - осадочные и остаточные (латеритные), а также два минералогических типа - диаспоровый и гидраргиллитовый. Главнейшие из них находятся в провинциях Шандунь, Хэнань, Гуй-Чжоу. Состав бокситов 63-70% Al2O3, 20% SiO2, 1-5% Fe2O3. Запасы весьма значительны, но ввиду слабой изученности месторождений полностью не учтены. Большие масштабы имеют месторождения высокоглиноземистых диаспоровых сланцев.
Федеративная Республика Германии. Единственное месторождение бокситов, с запасами всего несколько сот тысяч тонн, находится в Гессене. Ежегодная добыча 7-8 тыс. т. Довольно мощная алюминиевая промышленность ФРГ зависит целиком от импорта, главным образом из Югославии, Франции, Италии В 1956 г. ФРГ ввезла 1 312 100 т бокситов.
Швейцария, Швеция, Норвегия. Собственных месторождений бокситов не имеют. Значительная алюминиевая промышленность этих стран базируется на импорте бокситов и глинозема.
Великобритания. В собственно Англии и Шотландии месторождений бокситов нет. Давно известны бокситы в Северной Ирландии (область Антрим). В настоящее время лучшие месторождения выработаны и масштабы добычи крайне небольшие. Эксплуатация в 1934 г. прекращалась совсем, но возобновилась в годы второй мировой войны.
Этими бокситами снабжается главным образом химическая промышленность. Тип бокситов гидраргиллитовый. Состав: 40-60% Al2O3, 3-7% SiO2, 1-20% Fe2O3, 17-28% п. п. п.
Для производства глинозема используется привозной боксит. В 1957 г импорт боксита составлял 360 тыс. т. Бокситы ввозятся в основном из Ганы.

Название алюминиевого камня происходит от названия края, где она была выявлена в 1821 году французским геологом Пьером Бертье. Случилось это во время его отдыха в поселении Ле-Бо. Прогуливаясь на окраине села взору Пьера предстала скала, которая состояла из необычного камня. Благодаря своему многолетнему опыту геолог изучил состав образца породы, взятой от скалы. Выяснилось: большинство из состава минерала — это соединения алюминия, остальное – окись кремния и другие примеси. «Ничего особенного» — подумал Пьер. Он не мог тогда знать, что спустя пару десятков лет боксит будут использовать как самое востребованное сырье в промышленной индустрии.

Основные особенности минерала

В составе алюминиевой руды находится варьирующееся количество:

Гидроксида алюминия
Окиси железа
Окиси кремния
Гидрата глинозема
Виды минеральных компонентов.

Основными химическими составляющими руды является глинозем и кремнезем. Их процентная составляющая варьируется от 28 до 80 процентов от общей массы исследуемого материала. Именно соотношение содержания глинозема и кремнезема определяет качество боксита. Процент количества ценного компонента зависит от месторождения.

Постоянной составной химической частью минерала является окись железа. Остальные составные части непостоянны. Так, к примеру: если в составе руды есть одна или несколько окисей, то остальных видов может не быть. От этого зависят физические свойства камня.

Спайность, цвет, плотность, твердость, блеск, излом, прозрачность минерала характеризуют его физические свойства. Боксит бывает красного и серого цвета во многих их оттенках в зависимости, как было сказано выше, от его химического состава. Это глиноподобная каменистая порода. Внешне в большей степени напоминает глину, но физико-химические характеристики у них абсолютно разные. Так боксит не растворяется в воде. От его «вскрываемости» (легкости извлечения глинозема) зависит твердость. Чем плотнее минерал, тем выше его твердость согласно данным минералогической шкалы Мооса. Самая твердая руда достигает числа 6. Содержание окиси железа влияет на плотность минерала, которая варьируется от 2900 до 3500 кг/м3. По структуре боксит бывает плотный и пористый. В изломе все дело. Землистый излом — это плотная руда, ячеистый — пористая. Согласно показателям степени прозрачности боксит не прозрачен.

Спайность у боксита совершенная, то есть при расколе его части характеризуются ровными, блестящими пластинками с плоскостями в трех направлениях, что дает возможность мастерам сувенирных и в малой степени ювелирных изделий выполнять довольно дорогостоящие изделия.

Кубическая сингония боксита является высшей категорией, что говорит о наивысшей симметричности его кристаллов. Боксит имеет несколько осей второго порядка и четыре третьего. Кубическая сингония встречается у боксита чаще в качестве куба, но может быть представлена тетраэдром, ромбододекаэдром, пентагоном-додекаэ и другими сложными геометрическими фигурами.

Зарождение боксита

Месторождения преобладающего большинства полезного ископаемого данного вида, где преобладает в тропическом и субтропическом или субтропическом климате. Алюминиевая руда преобладает в основном там, где проходит осаждение глинозема, выветривание кислой, щелочной или основной породы. На этот процесс влияет только климат. Самые способствующие климатические условия характерны для острова Гвинея и в Австралии. Там в общей сложности залегает около двадцати семи миллиардов тонн боксита. Минеральному образованию руды под названием боксит способствуют разные минералы, поэтому ее разделяют на три группы:

Мономинеральных бокситовых руд гораздо меньше, чем смешанных, то есть гиббсит-бемитовых или диаспор-бемитовых. Алюминиевая руда формируется в основном там, где проходит осаждение глинозема, выветривание кислой, щелочной или основной породы. Генетические признаки образования полезного ископаемого подразделяют на два типа:

Платформенный. Континентальные отложения формируются в горизонтальной плоскости.
Геосинклинальные. Прибрежно-морской тип отложений.

Области применения минерала

Возможность добывания из боксита алюминия представляет главный интерес для промышленных отраслей, но другие сферы, в частности черная металлургия, используют его состав в качестве флюса. Химическая промышленность закупает минерал для изготовления лаков и красок как необходимый наполнитель, а также в качестве сорбента, который способствует очистке продуктов нефтепереработки от ненужных добавок. Если руду поддать процессу плавления в электропечи, то она преобразуется в электрокорунд, из которого производят искусственные абразивные материалы.

Глинозем — это основная химическая составляющая боксита. Извлекая его, получают строительные примеси. Вяжущие свойства глиноземистого цемента, полученного из глинозема, заставляют его быстро твердеть. Эта способность повысила эффективность материала на порядок уровней в строительстве при низкой температуре воздуха. Выполнение аварийной работы с ограниченными сроками стало намного проще.

Боксит, в составе которого мало железа, устойчив к высоким температурам, поэтому его применяют для производства высокоглиноземистых кирпичей, шамотов и т.д.

Так как в состав боксита входят около сотни веществ, представляющих таблицу Менделеева, то технологическая точка зрения разделяет три группы:

Данный раздел довольно условен, так как здесь учтены далеко не все качества минерала. Разные производственные условия по-разному влияют на спайность, плотность и твердость боксита, поэтому реакция не всегда одинакова. Например: при обработке способом Байера превращается во вредную примесь, а благодаря способу спекания он становится полезным компонентом.

Для производства ювелирных изделий минерал не используют, так как он не имеет особой ценности. Авторы украшений ручной работы используют его чаще для выполнения сувенирных изделий, потому как, имея высокую спайность, боксит поддается колке с ровными блестящими частями. Например: для изготовления красивого полированного шара, установленного на кованую подставку.

История утверждает, что боксит был найден геологом из Франции Пьером Бертье в 1821 году. Учёный находился в деревне Ле Бо на отдыхе. Прогуливаясь, он отломил кусочек неизвестной породы в ближайшем каньоне и дал ему название в честь деревни.

Формула боксита позволяет получать разную цветовую гамму этой породы: от белоснежного до почти чёрного. Реже он бывает красным, серым или бурым.

Общая информация

Если посмотреть на боксит, то внешне эта порода сильно напоминает глину. Но глина растворяется в воде, а бокситная руда - нет. Ещё бокситы отличаются от глины тем, что в первой руде алюминий представляет собой гидроксид, а во второй - каолинит. Минерал не прозрачен, а по плотности может отличаться - всё будет зависеть от содержания в нём железа, показатель которого составляет от 2900 до 3500 кг/м3. Его структура может быть разной - от пористой до однородной, со всевозможными включениями (оксид железа, глинозём).

В природе встречаются очень красивые экземпляры, которые могут быть полноценным сувениром.

Химический состав

Ценность боксита зависит от сконцентрированных в нём элементов, таких как гидроскид алюминия или соединения кремния и железа. Также в руде можно встретить такие компоненты, как карбонаты, кальциты и титаниты. Помимо них, есть множество химических элементов: Na, K, Mg, Cr, V, Ga. В боксите присутствуют следующие составляющие:

Учёные говорят, что боксит ценен тогда, когда в нём есть высокое содержание алюминия, а вот оксид кремния, напротив, ухудшает этот состав.

Основные группы

Геологи различают три основные группы бокситов в зависимости от химического состава:

Моногидроокисные. Эта группа представляет собой бокситовые руды, где содержатся такие породообразующие компоненты, как диаспор и бемит.
Тригидроокисные. Вторая группа представляет собой руды, где содержатся породообразующие минералы, например, гиббситы.
Смешанные. Третья группа совмещает в себе особенности 1 и 2 групп, где породообразующие минералы органично между собой перемешаны.

Как же создаются бокситовые руды в природных условиях? Остаточные виды образуются в условиях тропического климата.

Для того чтобы руда «созрела», понадобятся сложные химические процессы под действием уникального сочетания высокой влажности и плюсовой температуры.

Осадочные бокситы образуются в более сухих и прохладных регионах под воздействием продуктов выветривания (перенос и переотложение). Чаще всего такая порода залегает слоями.

Применение минерала

Бокситы - это основной источник алюминия на планете. Также из него делают глинозёмистый цемент, который быстро застывает при низких температурах и обладает высокими вяжущими способностями. Данную породу применяют в следующих сферах:

Чёрная металлургия (в качестве флюса).
Во время производства красок.
В абразивной промышленности.

Минерал почти не применяют в ювелирном производстве, только делают сувениры. В природе встречаются довольно красивые и уникальные экземпляры. Что касается целебных и магических качеств, то у этой руды таких нет. Для того, чтобы возникли бокситы, должны произойти сложные химические процессы. В основном они создаются путём выветривания полевых шпатов. Мировые запасы бокситов сосредоточены в странах с жарким и влажным климатом. Потому есть два способа создания бокситов: хемогенный остаточного образца и хемогенный осадочного образца.

На просторах России

Первые месторождения бокситовой руды были обнаружены в Северо-Уральском районе. Рудоносная жила залегает очень глубоко (глубина до 1 км). Добыча производится шахтным методом. В Архангельской области также было найдено месторождение, но в этих бокситах содержится слишком много примесей (хром, гипс).

В регионе Коми были найдены перспективные залежи. Всё усложнилось тем, что инфраструктура здесь слабо развита, это сильно мешает работе по добыче. Известны места добычи и в районе Ангары

Добыча и переработка

Как будет добываться боксит, зависит от его качества. Чаще всего используют открытый способ, но иногда применяют и шахтный. Основной процесс состоит из двух частей: добыча глинозёма и выделение алюминия (электролиз). Для того чтобы извлечь глинозём из руды, прибегают к методу Байера. Боксит тонко измельчают и обрабатывают гидроксидом натрия. В итоге образуется раствор алюминия. Затем происходит очистка от красного шрама и осаждения из него гидроксида алюминия.

Бокситовую руду более низкого качества перерабатывают, используя сложный метод . Сначала ее измельчают, потом смешивают с известняком и содой. Далее эту смесь запекают в специальных печах, которые вращаются. Когда порода остынет, её обрабатывают щелочным веществом. В осадок выпадает гидроксид, его отделяют и фильтруют.

На заводах обычно применяют оба метода, что позволяет получить большое количество алюминия. Все манипуляции приводят к безотходному производству.

Боксит является основной рудой для производства алюминия. Образование залежей связано с процессом выветривания и переноса материала, в котором помимо гидроокислов алюминия находятся и другие химические элементы. Технология извлечения металла предусматривает экономически выгодный процесс промышленного производства без образования отходов.

Боксит является основной рудой для производства алюминия

Название минерального сырья для добычи алюминия происходит от названия местности во Франции, где впервые были обнаружены залежи. Боксит состоит из гидроокислов алюминия, в качестве примесей в нем находятся глинистые минералы, окислы и гидроокислы железа.

По внешнему виду боксит является каменистой, а реже — глиноподобной, породой — однородной или слоистой по текстуре. В зависимости от формы залегания в земной коре она бывают плотной или пористой. По структуре различают минералы:

обломочные — конгломератовые, гравелиты, песчаниковые, пелитовые;
конкреционные — бобовые, оолитовые.

Основная масса породы в виде включений содержит оолитовые образования окислов железа или глинозема. Бокситовая руда обычно бурого или кирпичного цвета, но встречаются залежи белого, красного, серого, желтого оттенков.

Главными минералами для образования руды являются:

диаспор;
гидрогетит;
гетит;
бемит;
гиббсит;
каолинит;
ильменит;
алюмогематит;
кальцит;
сидерит;
слюды.

Различают бокситы платформенные, геосинклинальные и океанических островов. Месторождения алюминиевой руды образовались в результате переноса продуктов выветривания горных пород с последующим их отложением и образованием осадка.

Промышленные бокситы содержат 28-60% глинозема. При использовании руды соотношение последнего к кремнию не должно быть ниже 2-2,5.

Галерея: камень боксит (25 фото)

Боксит (видео)

Месторождения и добыча сырья

Основным сырьем промышленного производства алюминия в РФ являются бокситы, нефелиновые руды и их концентраты, сосредоточенные на Кольском полуострове.

Месторождения бокситов в России характеризуются низким качеством сырья и сложными горно-геологическими условиями добычи. В пределах государства находится 44 разведанных месторождения, среди которых эксплуатируется только четверть.

Основная добыча бокситов производится АО «Севуралбокситруда». Несмотря на запасы рудного сырья, обеспеченность перерабатывающих предприятий неравномерна. В течение 15 лет наблюдается дефицит нефелинов и бокситов, что обусловливает импорт глинозема.

Мировые запасы бокситов сосредоточены в 18 странах, находящихся в тропической и субтропической зонах. Местонахождение бокситов высшего качества приурочено к участкам выветривания алюмосиликатных горных пород во влажных условиях. Именно в этих зонах находится основная часть общемирового запаса сырья.

Самые крупные запасы сосредоточены в Гвинее. По добыче рудного сырья в мире первенство принадлежит Австралии. В Бразилии находится 6 млрд тонн запасов, во Вьетнаме — 3 млрд тонн, запасы бокситов Индии, отличающиеся высоким качеством, составляют 2,5 млрд тонн, Индонезии — 2 млрд тонн. В недрах этих стран сосредоточена основная масса руды.

Бокситы добывают открытым и подземным способом. Технологический процесс переработки сырья зависит от его химического состава и предусматривает поэтапное выполнение работ.

На первой стадии под воздействием химических реагентов образуется глинозем, а на второй — из него путем электролиза из расплава фтористых солей извлекают металлический компонент.

Для образования глинозема используют несколько методов:

спекание;
гидрохимический;
комбинированный.

Применение методик зависит от концентрации алюминия в руде. Боксит низкого качества перерабатывают сложным способом. Полученную в результате спекания шихту из соды известняка и боксита выщелачивают раствором. Образованную в результате химической обработки гидроокись металла отделяют и подвергают фильтрации.

Линия для переработки бокситов (видео)

Применение минерального ресурса

Применение боксита в разных отраслях промышленного производства обусловлено универсальностью сырья по его минеральному составу и физическим свойствам. Бокситы являются рудой, из которой извлекают алюминий и глинозем.

Использование боксита в черной металлургии в качестве флюса при выплавке мартеновской стали улучшает технические характеристики продукции.

При изготовлении электрокорунда используются свойства боксита образовывать сверхстойкий, огнеупорный материал (синтетический корунд) в результате плавки в электрических печах с участием антрацита в качестве восстановителя и железных опилок.

Минерал боксит с незначительным содержанием железа применяется при изготовлении огнеупорных, быстротвердеющих цементов. Кроме алюминия из рудного сырья извлекают железо, титан, галлий, цирконий, хром, ниобий и TR (редкоземельные элементы).

Бокситы используют для производства красок, абразивов, сорбентов. Руда с невысоким содержанием железа применяется при изготовлении огнеупорных составов.

Бокситов: , бёмит, гидрогётит, гидрогематит, алюмогётит, алюмогематит, . 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/м 3 (каменистые бокситы).

По преобладающему минеральному составу выделяют бокситы: моногидроокисные, сложенные диаспорой, бёмитом, тригидроокисные — ; 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 (AL 2 О 3) 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 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 (NaAl 3 О 2). 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 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 (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 (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 (месторождения в провинция Шаньдун, Хэнань, Ганьсу, Юньнань, Ляонин, Шэньси и др.), (месторождения Халимба, Ньирад, Искасентдьёрдь, Гант и др.), (месторождения Власеница, Дрниш, плато Лика, Биела-Липа, Обровац, Никшич, Биела-Поляна), месторождения бокситов известны также в , 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 ,

См. также Алюминиевая промышленность.