Cтраница 1
Месторождения бокситов, пригодные для разработки, в Аргентине пока не найдены, зато открыты богатейшие залежи глины и алунита, переработкой которых на глинозем следует заняться.
Месторождения бокситов расположены на крайнем юге страны, в горах Мландже.
Месторождения бокситов расположены в Ленинградской области (Тихвинское месторождение), на Урале, и Красноярском краях и других районах Советского Союза.
Месторождения бокситов имеются также в Аппалачском районе, где полоса их тянется от Алабамы до Бошетоурт в южной Виргинии; крупные залежи имеются в северо-западной части штата Джорджии и в северо-восточной части штата Алабамы, также в центральной части штата Джорджии. В Южной Америке мощные месторождения высокосортных гидрар-гиллитовых бокситов сосредоточены в Британской Гвиане, между реками Эсквпбо и границами Суринама, особенно вдоль реки Демерара. Многочисленные месторождения бокситов латеритного типа заключает в себе Африка: они имеются как на океанском по-бережьи (Гвинейский залив, о. Мадагаскар), так и внутри материка, напр, в Ньяссе.
Месторождения бокситов Ганы простираются в восточном направлении на Того. Богатый алюминием латерит около горы Агон, который образовался над интрузиями, известен уже давно. Кроме этого месторождения, расположенного на юге страны, на крайнем севере обнаружены латериты, лежащие на голубых сланцах. Разработка месторождения пока не запланирована.
Разведанное крупное Висловское месторождение бокситов на КМА в Белгородской области залегает пространственно близко с богатыми железными рудами на глубинах около 500 м в весьма сложных горно-гидрогеологических условиях. Освоение этого месторождения, как показывают данные ТЭО, экономически целесообразно лишь при одновременной отработке одним рудником бокситов и богатых железных руд.
Месторождений боксита в Корее еще не найдено, но там находится, однако, обширное месторождение алунита (см. стр. Алунит предполагают добывать для переработки на глиноземных заводах.
Месторождений бокситов, являющихся сырьем для производства алюминия, у нас в Союзе очень много; встречающиеся бокситы окрашены в различные цвета - от белого до темно-красного. Термическая активация бокситов (различных месторождений) в интервале температур 500 - 700 С до влажности 2 7 - 5 % придает им высокие адсорбционные свойства. Установлено, что при расширении температурного интервала термической активации адсорбционная способность бокситов понижается. Измельчение бокситов способствует снижению температуры их активации примерно на 100 - 150 С. В табл. 2 приведен химический состав бокситов некоторых месторождений.
Ряд месторождений бокситов диаспор-бемитового типа открыт на Южном Урале в Челябинской области и Башкирской АССР. Южно-уральские бокситы характеризуются повышенным содержанием кремнезема и высокой твердостью. Добыча их ведется также подземным способом.
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.
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.
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.
Случалось ли вам сталкиваться с необычной "глиной", которая почему-то не образовывала с водой массу, подходящую для лепки? Если да, то вы держали в руках не глину, а горную породу боксит. Формула его не может отражать точный состав, ведь самые разные вещества способны входить в него. Но обо все по порядку. Рассмотрим эту горную породу во всех ракурсах, подробно изучив состав, свойства и значение для человека.
История открытия и почему так называется
Название руда носит такое же, как и место ее открытия. Состав весьма разнообразен, но основными компонентами являются разные гидраты алюминиевых окислов, железосодержащие и кремнийсодержащие вещества. Химическая формула боксита не отображает всего состава, но используют его в основном в алюминиевой промышленности как главный источник сырья. Содержание алюминийсодержащих веществ может составлять 40-60 % и больше.
Плотный минерал бывает самых разных оттенков: от красного до зеленого и серого цветов. Но никогда вы не встретите прозрачный боксит. Чаще - плотный и твердый, иногда он встречается в виде землистой и рыхлой субстанции. В этом случае при прикосновении на руках будут оставаться следы.
Возможно, мы бы называли сейчас этот минерал бертитом, если бы в 1821 году французский геолог по имени Пьер Бертье не стал скромничать, найдя во время летнего отдыха необычную находку. Скала, обнаруженная им, была сложена из камня с необычными свойствами.
Бертье не знал, что пройдет несколько десятилетий, и боксит, формула которого - Al 2 O 3 xnH 2 O, станет сырьем, без которого алюминиевая промышленность не развивалась столь быстрыми темпами. Но что случилось, то случилось. И минерал носит название прованской деревни Ле-Бо де Прованс (пишется на французском Les Baux).
Понадобилось 30 лет, чтобы состав породы был оценен минералогами того времени, но в 50-е годы боксит занимает свое место в парижском выставочном центре, оригинально называемый "глиняным серебром". Уж очень внешне он похож на глину.
Состав
Для того чтобы формула боксита в химии точно отражала состав минерала, нужно учесть все вещества, которые в него входят. Их много, назовем те, что встречаются чаще всего:
- гидраты оксидов алюминия, с ней вы уже знакомы - Al 2 O 3 xnH 2 O;
- образующие рудную массу гидроксиды, оксиды и силикаты железа;
- кремний (кварц (SiO 2), опал (SiO 2 х nH 2 O), каолинит (Al 4 (OH) 8));
- титан (рутил (ТіО 2) и другие);
- карбонаты (CaCO 3 , MgCO 3 и др.);
- соединения хрома, циркония, фосфора, натрия, калия, ванадия, галлия и др. элементов;
- пирит (FeS 2).
Ценится руда, прежде всего содержащая глинозем, а кремнезема чем меньше, тем лучше. Для характеристики качества был введен так называемый кремниевый модуль боксита, формула его нахождения: μ Si = Al 2 O 3 /SiO 2 . Полученное значение показывает, каким из методов руду лучше перерабатывать.
Свойства
Как уже говорилось, состав минерала весьма разнообразен, что сильно влияет на его свойства. Но кое-какие физические свойства выделить можно:
- цвета - можно встретить все оттенки красного (от светло-розового до темно-красного), зеленого (от серо-зеленого до травянистого) и серого (от светлых тонов, в том числе белого до темно-серого почти черного);
- состояние тоже может быть разным: выделяют каменистые, пористые, рыхлые, землистые и глиноподобные;
- плотность напрямую зависит от количества железосодержащих веществ и варьирует от 1,8 до 3,2 г/см 3 ;
- твердость максимально равна 6 по шкале Мооса;
- непрозрачен.
Для промышленности есть одна химическая черта, которая наиболее важная - «вскрываемость», означающая, достаточно ли легко извлечь оксиды алюминия из этой руды.
Места где есть залежи
Добыча боксита осуществляется либо открытым способом, либо подземным. Основные запасы руды сосредоточены там, где влажно и тепло - это тропики и субтропики. Здесь лучшие месторождения бокситов и 2/3 мировых запасов.
Если речь вести о РФ, то ее залежей не хватает даже для обеспечения собственных нужд. Но разработки ведутся. Добыча бокситовой руды идет в Архангельской, в Ленинградской и Белгородской областях, Свердловской и Челябинской.
Постоянный рост спроса на алюминий приводит к увеличению добычи. США провели расчеты, по которым мировые запасы бокситов составляют от 55 до 75 миллиардов тон. Этого хватит еще примерно на сто лет. А что дальше? Ученые пытаются найти другие способы добычи алюминия, столь же эффективные и дешевые.
Переработка
Алюминий - вот главная причина добычи этой руды. Процесс его извлечения состоит из следующих этапов: получение глинозема, затем чистого металла (электролизом). В свою очередь оксид алюминия (формула глинозема), может быть получен методом Байера, спеканием или комбинированным способом.
Схема процесса по Байеру следующая: сильно измельченный боксит обрабатывают гидроксидом натрия и получают алюминат натрия, из которого затем осаждают глинозем. Дальше остается только провести электролиз - и алюминий готов.
Низкокачественную руду спекают. Этот процесс таков: измельченную породу смешивают с углекислым кальцием и содой, помещают в печь и спекают при 1250 °С. Затем спек обрабатывают натриевой щелочью малой концентрации, фильтруют гидроксид алюминия и проводят электролиз.
Комбинированный способ состоит из первичной обработки глинозема из бокситов байеровским способом и последующей переработки оставшегося шлема спеканием.
Применение
Изучив боксит, его свойства и применение в металлургии, теперь можно узнать, где еще используют руду. В химической промышленности при производстве красок, в качестве наполнителя в составе лаков. Как сорбент его использует нефтеперерабатывающая промышленность.
Черная металлургия использует флюсы, получаемые при выплавке породы. А полученный в электропечи из боксита электрокорунд, обладающий твердостью 9 по применяется в виде абразивного материала.
Идет в ход и другая составляющая бокситов - глинозем. Из него производят глиноземистый цемент - состав, который обладает высокими вяжущими свойствами даже при низких температурах, что особенно важно для строительства жилья в условиях Крайнего Севера.
Если боксит, формулу и применение которого мы сейчас рассматриваем, содержит небольшое количество железа, то породу используют в производстве огнеупоров.
А вот для литотерапевтов и магов бокситы интереса не представляют, так как не обладает горная порода ни лечебными, ни магическими свойствами.
Изредка лишь ювелиры могут развлечься, создав из руды какую-нибудь безделушку или сувенир, например, отполируют в форме шара - и на подставку.
Смотрится эффектно и оригинально.