Естествен минерал, от който се извлича алуминий. Характеристики на добива на алуминий

Алуминиевата руда заема специално място в съвременната индустрия. Благодарение на определени физически и химични свойстваАлуминият се използва в много отрасли на човешката дейност. Автомобили, машиностроене, строителство, производство на много потребителски стоки и домакински уредивече не е възможно без използването на този вид цветни метали. Добивът на алуминий е сложен и трудоемък процес.

Характеристики на алуминиевата руда

Рудата е естествено минерално образувание, което съдържа определен метал или минерал. В природата практически няма алуминий в чиста форма, така че се извлича от алуминиева руда. IN земната корасъдържанието му е около 9%. Днес има около 250 разновидности на минерални съединения, които включват алуминий, но не всички от тях са печеливши за обработка. Следните видове руди се считат за най-ценни за алуминиевата промишленост:

боксит;
алунит;
нефелин

БокситНай-често се използва като суровина за добив на метали, тъй като съдържа до 60% алуминиеви оксиди. В състава влизат също силициеви и железни оксиди, кварц, магнезий, натрий и други химични елементи и съединения. В зависимост от състава си бокситът има различна плътност. Цветът на скалата е предимно червен или сив. За производството на 1 тон алуминий са необходими 4,5 тона боксит.

Алунитрудата не изостава много от боксита, тъй като съдържа до 40% алуминиев оксид - основният доставчик на алуминий. Има пореста структура и има много примеси. Добивът на алуминий е печеливш само когато общото количество алунит е равно на общото количество добавки.

Това е алкална скала от магматичен произход. Те са на трето място по съдържание на алуминиев оксид. От първи клас нефелинова руда могат да се преработят 25% или повече алуминиев оксид. От втори клас - до 25%, но не по-малко от 22%. Всички минерални съединения, съдържащи алуминиеви оксиди под тази стойност, нямат промишлена стойност.

Методи за добив на алуминий

Алуминият е сравнително млад метал, добит преди малко повече от век. През цялото време технологията за добив на алуминий непрекъснато се подобрява, като се вземат предвид всички химични и физични свойства.

Производството на метал е възможно само от алуминиев оксид, за образуването на който рудата се раздробява до прахообразно състояние и се нагрява с пара. По този начин е възможно да се отървете от по-голямата част от силиция и да оставите оптималната суровина за последващо топене.

Алуминиевата руда се добива по открит метод, ако нейното възникване е плитко. Бокситът и нефелинът, поради тяхната плътна структура, обикновено се изрязват с повърхностен миньор, като се използва метод на фрезоване. Алунитите са вид рохкава скала, поради което кариерен багер е оптимален за отстраняването им. Последният незабавно товари скалата на самосвали за по-нататъшно транспортиране.

След извличането на първичните суровини следват няколко задължителни етапа на обработка на скалата, за да се получи алуминиев оксид:

Транспортиране до подготвителния цех, където трошачната техника раздробява скалата до фракция около 110 мм.
Подготвените суровини, заедно с допълнителни компоненти, се изпращат за по-нататъшна обработка.
Скалата се синтерова в пещи. При необходимост алуминиевата руда се излугва. Това произвежда течен алуминатен разтвор.
Следващият етап е разграждането. В резултат на това се образува алуминатна маса, която се изпраща за отделяне и изпаряване на течността.
Почистване от излишни алкали и калциниране на пещта.

Резултатът е сух алуминиев оксид, готов за производство на алуминий. Последният етап е хидролизно третиране. В допълнение към описания по-горе метод, алуминият се добива и по минния метод. Ето как скалата се изрязва от слоевете на земята.

Места за добив на алуминий в Русия

В световната класация по производство на алуминиева руда Русия е на седмо място. На цялата територия са проучени около 50 находища, сред които има все още неразработени находища. Най-богатите рудни запаси са съсредоточени в Ленинградска области в Урал, където работи една от най-дълбоките „алуминиеви“ мини. Дълбочината на последния достига 1550 метра.

Въпреки широко развитата цветна металургия и по-специално производството на алуминий, полученият обем не е достатъчен за захранване на индустрията на цялата страна. Поради това Русия е принудена да внася алуминиев оксид от други страни. Тази необходимост се дължи и на по-ниското качество на рудата. Едно от най-печелившите находища в Урал произвежда боксит с 50% съдържание на алуминиев оксид. В Италия се добива скала, която съдържа 64% алуминиеви оксиди.

Около 80% от общата маса на алуминиевата руда в Русия се добива по затворен начинв мините. Доста много находища се намират в Белгород, Архангелск, Свердловски региони, както и Република Коми. Освен боксит се добиват и нефелинови руди. Рентабилността на този вид производство на метал е по-малка, но все пак резултатът частично компенсира недостига на страната от суровини.

Особено място в алуминиевата индустрия заема производството на метал от рециклирани материали. Този метод значително спестява енергия и рудни ресурси и намалява нивото на причинените щети заобикаляща среда. Тук Русия изостава донякъде от другите страни, но представянето на повечето местни предприятия се подобрява забележимо всяка година.

Световно производство на алуминиеви руди

През последните сто години нивото на производство на алуминиева руда се е увеличило до невероятни нива. Ако през 1913 г. общият обем на скалата е бил приблизително 550 хиляди тона, днес тази цифра надхвърля 190 милиона тона. В момента около 30 държави добиват алуминиева руда. Гвинея заема водеща позиция ( Западна Африка), където са концентрирани много находища с резерви, равни на 28% от световния дял.

По отношение на обемите на директен добив на руда Китай трябва да бъде класиран на първо място. По този начин страната на „залязващото слънце“ произвежда повече от 80 милиона тона суровини годишно. Първите пет са както следва:

Китай- 86 милиона тона;
Австралия- 82 милиона тона;
Бразилия- 31 милиона тона;
Гвинея- 20 милиона тона;
Индия- 15 милиона тона.

Следва Ямайка с 9,7 милиона тона и накрая Русия, чието общо производство на алуминиева руда е 6-7 милиона тона. Лидерите в алуминиевата промишленост се променят през годините.

За първи път рудата е добита във Франция, в град Бокс, поради което най-разпространеният вид руда се нарича боксит. Скоро те можеха да се похвалят с по-добро представяне Западна ЕвропаИ Северна Америка. Половин век по-късно безспорният лидер стана Латинска Америка. Сега Африка, Австралия, Китай и други развити страни поеха водеща роля.

Цветните метали са неразделна част от съвременната индустрия. Без тях развитието на много отрасли не би било възможно. Алуминият, като лек, издръжлив и функционален метал, се счита за ключов конструктивен материал на днешното време.

КРАТКИ ИСТОРИЧЕСКИ СВЕДЕНИЯ.Преди около 1900 години Плиний Стари за първи път наименува стипцата, която се използва като оцветител за боядисване на тъкани, „алумен“. 1500 години по-късно швейцарският натуралист Парацелз открива, че стипцата съдържа алуминиев оксид. За първи път чистият алуминий е извлечен от боксит от датския учен Г. Ерстед през 1825 г. През 1865 г. руският химик Н. Бекетов получава алуминий, като го замества с магнезий от разтопен криолит (Na 3 AlF 6). Този метод намира индустриално приложение в Германия и Франция в края на 19 век. В средата на 19в. алуминият се смяташе за рядък и дори благороден метал. В момента алуминият е на второ място след желязото по отношение на световното производство.

ГЕОХИМИЯ.Алуминият е един от най-разпространените елементи в земната кора. Кларкът му е 8,05%. В естествени условия той е представен само от един изотоп 27 Al.

При ендогенни условия алуминият се концентрира предимно в алкални скали, съдържащи нефелин и левцит, както и в някои разновидности на основни скали (анортозити и др.). Значителни маси алуминий се натрупват поради процесите на алунитизация, свързани с хидротермалната обработка на киселинни вулканични образувания. Най-големи натрупвания на алуминий се наблюдават в остатъчни и повторно отложени кори на изветряне на кисели, алкални и основни скали.

В процеса на утаяване алуминиевият оксид се разтваря и се транспортира само в киселинни (pH< 4) или сильно щелочных (pH >9.5) решения. Утаяването на алуминиеви хидроксиди започва при pH = 4,1. В присъствието на SiO 2 разтворимостта на Al 2 O 3 се увеличава, а в присъствието на CO 2 намалява. Колоидният Al 2 O 3 в сравнение с колоидния SiO 2 е по-малко стабилен и коагулира по-бързо. Следователно, в процеса на тяхната съвместна миграция, се случва разделянето на тези елементи. Поради различната геохимична подвижност на съединенията на алуминия, желязото и мангана, тяхната диференциация се извършва в крайбрежната зона на седиментационните басейни. Бокситите се натрупват по-близо до брега, железните руди се натрупват в горната част на шелфа, а мангановите руди се натрупват в дъното на шелфа. Алуминиевите хидроксиди имат значителна адсорбционна способност. Минералите, които изграждат бокситите, постоянно съдържат Fe, V, Cr, Zn, Mn, Cu, Sn, Ti, B, Mg, Zr, P и др. в променливи количества.

МИНЕРАЛОГИЯ. Алуминият е компонент на около 250 минерала. Само няколко от тях обаче са от промишлено значение: диаспор и бемит, гибзит (хидраргилит), нефелин, левцит, алунит, андалузит, кианит, силиманит и др.

диаспора HAlO 2 (съдържание на Al 2 O 3 85%) кристализира в орторомбична система, хабитусът на кристалите е ламеларен, табличен, игловиден, агрегатите са листни, криптокристални, сталактитоподобни. Цветът на минерала е бял, сивкав, с примеси на Mn или Fe - сив, розов, кафяв, стъклен до диамантен блясък, твърдост 6,5–7, специфично тегло 3,36 g/cm 3 .

Бьомит AlOOH – полиморфна модификация на диаспора (по фамилията Boehm), пластинчати кристали, криптокристални агрегати, бобовидни, бял цвят, твърдост 3,5–4, специфично тегло ~ 3 g/cm 3 . Образува се по време на хидротермално изменение на нефелина.

Гибзит (хидраргилит) Al(OH) 3 (Al 2 O 3 64,7%) кристализира в моноклинна, по-рядко в триклинна система, псевдохексагонални кристали, ламеларни и колоновидни, порцеланоподобни агрегати, пръстени, синтеровани, червеобразни, сфероидни нодули, твърдост 2,5 –3, специфично тегло 2,4 g/cm3.

Нефелин Na (Al 2 O 3 34%) кристализира в хексагонална система, кристалите са призматични, късо колоновидни, дебели, безцветни, сиви, месночервени, блясък от стъклен до мазен, твърдост 5,5–6, специфично тегло 2,6 g/cm3.

Левцит K (Al 2 O 3 23,5%) – рамков силикат, изоструктурен с аналцим; кристали - тетрагонтриоктаедри, додекаедри. Цветът на минерала е бял, сив, твърдост 5,5–6, специфично тегло 2,5 g/cm 3 .

Алунит KAl 3 (OH) 6 2 (Al 2 O 3 37%) кристализира в тригонална система, кристалите са таблични, ромбоедрични или лещовидни, агрегатите са плътни и зърнести. Цветът на минерала е бял, сивкав, жълтеникав, кафяв, стъклен до перлен блясък, твърдост 3,5–4, специфично тегло 2,9 g/cm 3 . Намира се в кората на изветряне, където H 2 SO 4 е в изобилие.

Андалусит Al 2 O (в провинция Андалусия, Испания) е една от трите полиморфни модификации на алуминиев силикат (андалузит, кианит и силиманит), образувани при най-ниско налягане и температура. Алуминият е леко заменен от Fe и Mn. Кристализира в ромбична система, кристалите са стълбовидни, влакнести, зърнести и лъчисто-стълбовидни агрегати, розов цвят, стъклен блясък, твърдост 6,5–7, специфично тегло 3,1 g/cm 3 .

Най-важните руди на алуминия са боксит - скала, състояща се от алуминиеви хидроксиди, оксиди и хидроксиди на желязо и манган, кварц, опал, алумосиликати и др. Въз основа на минералния състав бокситите се разграничават като диаспорови, бемитни, гибзитни и др. като сложни боксити, състоящи се от два или три от горните минерали. Аморфният алуминиев оксид, който е част от индустриалните алуминиеви минерали, старее с течение на времето, в резултат на което се трансформира в бемит, а последният се превръща в гибзит.

ИНДУСТРИАЛНО ПРИЛОЖЕНИЕ.Алуминият, поради своята лекота (плътност 2,7 g/cm3), висока електрическа проводимост, висока устойчивост на корозия и достатъчна механична якост (особено в сплави с Cu, Mg, Si, Mn, Ni, Zn и др.), намери широко приложение в различни индустрии. Основните области на приложение на алуминия и неговите сплави са: автомобилостроенето, корабостроенето, самолетостроенето и машиностроенето; строителство (носещи конструкции); производство на опаковъчни материали (контейнери, фолио); електротехника (проводници, кабели); производство на предмети за бита; отбранителна индустрия.

РЕСУРСИ И РЕЗЕРВИ.Основната суровина на световната алуминиева индустрия е бокситът. Същинският боксит включва алуминисти скали, съдържащи най-малко 28% Al 2 O 3. Алуминият се получава и от нефелиновите и алунитните руди. Разработен е електротехнически метод за производство на алуминий от силиманит, андалузит, кианитни кристални шисти и гнайси и други небокситни източници на алуминий. Бокситите, като правило, образуват площни находища, които достигат до повърхността или са леко покрити, в резултат на което тяхното откриване и установяване на индустриалните характеристики на находищата е сравнително проста задача.

Световните запаси от боксит се оценяват на 55–75 милиарда тона, около 33% от тях са концентрирани в Южна и Централна Америка, 27% в Африка, 17% в Азия, 13% в Австралия и Океания и само 10% в Европа и Северна Европа, Америка.

Общите запаси от боксит в света са 62,2 милиарда тона, а доказаните запаси са 31,4 милиарда тона.Първите шест страни с най-големи запаси са Гвинея, Австралия, Бразилия, Ямайка, Индия и Индонезия (Таблица 8). Тези страни са основните доставчици на гибзит боксит на световния пазар. Други държави, добиващи боксит, като Китай и Гърция, използват боксит от диаспори на боемит. Русия няма достатъчно запаси от боксит за вътрешно потребление, а делът й в световния баланс на тази суровина е по-малко от 1%.

Уникалните находища включват находища със запаси от боксит над 500 милиона тона, големи - 500-50 милиона тона, средни - 50-15 милиона тона и малки - по-малко от 15 милиона тона.

ДОБИВ И ПРОИЗВОДСТВО.Световно производство на боксит 1995–2000 г възлиза на 110–120 млн. т. Основните производители на боксит са Австралия, Гвинея, Ямайка, Бразилия и Китай. Обемът на производството на този вид минерална суровина в Русия е около 4-5 милиона тона, докато в Австралия е 43 милиона тона.В Австралия най-голямата минна компания е « Алкан Алуминий».

В Русия разработването и добивът на боксит се извършва в находищата на Urals OJSC "Севуралбокситруда" (СУБР)и OJSC "Южноуралски бокситни мини" (YBR), където доказаните запаси могат да осигурят експлоатацията на мините за 25–40 години. Бокситът се добива по минен метод от голяма дълбочина.

Производство на алуминиев оксид в света от различни минерални източници през 1995–2000 г. възлиза на 43–45 милиона тона.В Австралия, която е безспорен световен лидер, основните производители на алуминиев оксид са компании « Алкоа» , « Рейнолдс Метали» И « Комалко» .

МЕТАЛОГЕНИЯ И ВЪЗРАСТ НА РУДООБРАЗУВАНЕ.Най-благоприятните условия за образуване на бокситни находища са възникнали в ранния етап на геосинклиналния етап, когато са се образували геосинклинални находища на минерални суровини от алуминиев оксид, както и на етапа на платформата, когато са се появили латеритни и седиментни отлагания.

Алуминият е метал, покрит с матово покритие от сребърен оксид, чиито свойства определят неговата популярност: мекота, лекота, пластичност, висока якост, устойчивост на корозия, електропроводимост и липса на токсичност. В съвременните високи технологии на използването на алуминия се отрежда водещо място като конструктивен, многофункционален материал.

Най-голяма стойност за индустрията като източник на алуминий са естествените суровини - боксит, скален компонент под формата на боксит, алунит и нефелин.

Разновидности на алуминиеви руди

Известни са повече от 200 минерала, които съдържат алуминий.

За източник на суровина се счита само скала, която отговаря на следните изисквания:

Естествените суровини трябва да имат високо съдържание на алуминиеви оксиди;
Депозитът трябва да отговаря на икономическата целесъобразност на промишленото му развитие.
Скалата трябва да съдържа алуминиеви суровини във форма, която може да бъде извлечена в чиста форма по известни методи.

Характеристика на естествения скален боксит

Природните находища на боксит, нефелин, алунит, глина и каолин могат да служат като източник на суровини. Бокситът е най-наситен с алуминиеви съединения. Глините и каолините са най-често срещаните скали със значително съдържание на алуминиев оксид. Депозитите на тези минерали се намират на повърхността на земята.

Бокситв природата съществува само под формата на бинарно съединение на метал с кислород. Това съединение се извлича от естествена планина рудапод формата на боксит, състоящ се от оксиди на няколко химични елемента: алуминий, калий, натрий, магнезий, желязо, титан, силиций, фосфор.

В зависимост от находището, бокситът съдържа от 28 до 80% алуминиев оксид. Това е основната суровина за получаване на уникален метал. Качеството на боксита като алуминиева суровина зависи от съдържанието на алуминиев оксид. Това определя физическото Имотибоксит:

Минералът има скрита кристална структура или е в аморфно състояние. Много минерали имат втвърдени форми на хидрогелове с прост или сложен състав.
Цветът на боксита на различни места за добив варира от почти бял до тъмночервен. Има находища с черен цвят на минерала.
Плътността на съдържащите алуминий минерали зависи от тяхната химичен състави е около 3 500 kg/m3.
Химичният състав и структурата на боксита определя твърдото вещество Имотиминерал. Най-здравите минерали имат твърдост 6 единици по скалата, приета в минералогията.
Като естествен минерал, бокситът има редица примеси, най-често това са оксиди на желязо, калций, магнезий, манган и примеси на титанови и фосфорни съединения.

Бокситите, каолините и глините съдържат примеси от други съединения, които се отделят в отделни отрасли по време на преработката на суровини.

Само в Русия те използват находища със скални отлагания, които съдържат по-ниски концентрации на алуминиев оксид.

Наскоро алуминиевият оксид започна да се получава от нефелини, които освен алуминиев оксид съдържат оксиди на метали като калий, натрий, силиций и, не по-малко ценен, стипца, алунит.

Методи за обработка на минерали, съдържащи алуминий

Технологията за производство на чист двуалуминиев оксид от алуминиева руда не се е променила след откриването на този метал. Подобрява се производствено оборудване, което позволява да се получи чист алуминий. Основните производствени етапи на получаване на чист метал:

Добив на руда от разработени находища.
Първичната обработка на отпадъчни скали с цел повишаване на концентрацията на алуминиев оксид е процес на обогатяване.
Получаване на чист алуминиев оксид, електролитна редукция на алуминий от неговите оксиди.

Производственият процес завършва с метал с концентрация 99,99%.

Добив и обогатяване на алуминий

Алуминиевият оксид или алуминиевите оксиди не съществуват в природата в чист вид. Извлича се от алуминиеви рудис помощта на хидрохимични методи.

Залежи от алуминиева руда в находища обикновено експлодират, осигуряване на площадка за добива му на дълбочина около 20 метра, откъдето се избира и пуска в процес на по-нататъшна обработка;

С помощта на специално оборудване (сита, класификатори) рудата се раздробява и сортира, като се изхвърлят отпадъци (хвост). На този етап на обогатяване на двуалуминиев оксид се използват методите за промиване и пресяване като икономически най-изгодни.
Пречистената руда, утаена на дъното на обогатителната инсталация, се смесва с нагрята маса от сода каустик в автоклав.
Сместа преминава през система от съдове от високоякостна стомана. Съдовете са оборудвани с парна риза, която поддържа необходимата температура. Налягането на парата се поддържа при 1,5-3,5 MPa, докато алуминиевите съединения се прехвърлят напълно от обогатената скала към натриев алуминат в прегрят разтвор на натриев хидроксид.
След охлаждане течността преминава през етап на филтриране, в резултат на което се отделя твърда утайка и се получава пренаситен чист алуминатен разтвор. Чрез добавяне на остатъци от алуминиев хидроксид от предишния цикъл към получения разтвор се ускорява разлагането.
За окончателно изсушаване на алуминиев оксид хидрат се използва процедура на калциниране.

Електролитно производство на чист алуминий

Чистият алуминий се произвежда чрез непрекъснат процес, който произвежда калциниран алуминий влиза в етапа на електролитна редукция.

Съвременните електролизатори са устройство, състоящо се от следните части:

Изработен от стоманен корпус, облицован с въглищни блокове и плочи. По време на работа върху повърхността на тялото на ваната се образува плътен филм от замръзнал електролит, който предпазва облицовката от разрушаване от стопилката на електролита.
Като катод в тази инсталация служи слой разтопен алуминий на дъното на ваната с дебелина 10–20 cm.
Токът се подава към алуминиевата стопилка чрез въглеродни блокове и вградени стоманени пръти.
Анодите, окачени на желязна рамка с помощта на стоманени щифтове, са снабдени с пръти, свързани с повдигащ механизъм. При протичане на горенето анодът се движи надолу, а прътите се използват като елемент за подаване на ток.
В работилниците електролизерите се монтират последователно в няколко реда (два или четири реда).

Допълнително пречистване на алуминий чрез рафиниране

Ако извлеченият от електролизерите алуминий не отговаря на крайните изисквания, той се подлага на допълнително пречистване чрез рафиниране.

В промишлеността този процес се извършва в специален електролизатор, който съдържа три течни слоя:

Дъно – пречистен алуминий с добавяне на приблизително 35% мед, служи като анод. Присъства мед, за да направи алуминиевия слой по-тежък; медта не се разтваря в анодната сплав, плътността му трябва да надвишава 3000 kg/m3.
Средният слой е смес от флуориди и хлориди на барий, калций и алуминий с точка на топене около 730 ° C.
Горен слой - чист рафиниран алуминийстопилка, която се разтваря в анодния слой и се издига нагоре. Той служи като катод в тази верига. Токът се подава от графитен електрод.

По време на процеса на електролиза примесите остават в анодния слой и електролита. Добивът на чист алуминий е 95–98%. Разработването на алуминиеви находища има водещо място в национална икономика, благодарение на свойствата на алуминия, който в момента е на второ място след желязото в съвременната индустрия.

В съвременната индустрия алуминиевата руда е най-популярната суровина. Бързото развитие на науката и технологиите направи възможно разширяването на обхвата на неговото приложение. Какво представлява алуминиевата руда и къде се добива е описано в тази статия.

Промишлено значение на алуминия

Алуминият се счита за най-често срещаният метал. Той се нарежда на трето място по отношение на броя на находищата в земната кора. Алуминият е познат на всички и като елемент от периодичната таблица, който спада към леките метали.

Алуминиевата руда е естествената суровина, от която се получава този метал. Добива се главно от боксит, който съдържа алуминиеви оксиди (алуминиев оксид). най-голямото число– от 28 до 80%. Други скали - алунит, нефелин и нефелин-апатит също се използват като суровина за производството на алуминий, но те са с по-лошо качество и съдържат значително по-малко алуминиев оксид.

Алуминият е на първо място в цветната металургия. Факт е, че поради своите характеристики се използва в много индустрии. По този начин този метал се използва в транспортното инженерство, производството на опаковки, строителството и за производството на различни потребителски стоки. Алуминият също намира широко приложение в електротехниката.

За да разберете значението на алуминия за човечеството, просто го погледнете по-отблизо домакински вещикоито използваме всеки ден. Много предмети от бита са изработени от алуминий: това са части за електрически уреди (хладилник, пералня и др.), съдове, спортно оборудване, сувенири, интериорни елементи. Алуминият често се използва за производство различни видовеконтейнери и опаковки. Например кутии или контейнери от фолио за еднократна употреба.

Видове алуминиеви руди

Алуминият се намира в повече от 250 минерала. От тях най-ценни за промишлеността са бокситът, нефелинът и алунитът. Нека ги разгледаме по-подробно.

Бокситна руда

Алуминият не се среща в природата в чист вид. Добива се основно от алуминиева руда - боксит. Това е минерал, който се състои предимно от алуминиеви хидроксиди, както и железни и силициеви оксиди. Поради високото съдържание на алуминий (40 до 60%), бокситът се използва като суровина за производството на алуминий.

Физични свойства на алуминиевата руда:

непрозрачен минерал от червено и сиворазлични нюанси;
твърдостта на най-силните проби е 6 по минералогическа скала;
Плътността на боксита, в зависимост от химичния състав, варира от 2900-3500 kg/m³.

Залежите от бокситни руди са съсредоточени в екваториалната и тропическа зоназемя. По-древни находища се намират в Русия.

Как се образува бокситна алуминиева руда?

Бокситът се образува от алуминиев монохидрат, бемит и диаспор, трихидратен хидраргилит и свързаните с него минерали хидроксид и железен оксид.

В зависимост от състава на природообразуващите елементи се разграничават три групи бокситни руди:

Монохидратен боксит – съдържа двуалуминиев оксид в монохидратна форма.
Трихидрат - такива минерали се състоят от алуминиев оксид в трихидратна форма.
Смесени - тази група включва предишните алуминиеви руди в комбинация.

Депозитите на суровини се образуват в резултат на изветрянето на киселинни, алкални и понякога основни скали или в резултат на постепенното отлагане на големи количества алуминиев оксид върху морските и езерните дъна.

Алунитни руди

Този тип отлагания съдържат до 40% алуминиев оксид. Алунитовата руда се образува във водни басейни и крайбрежни зони в условия на интензивна хидротермална и вулканична дейност. Пример за такива находища е езерото Заглинское в Малък Кавказ.

Скалата е пореста. Състои се главно от каолинити и хидрослюди. Рудите със съдържание на алунит над 50% представляват промишлен интерес.

Нефелин

Това е алуминиева руда с магматичен произход. Това е напълно кристална алкална скала. В зависимост от състава и технологичните характеристики на преработката се разграничават няколко вида нефелинова руда:

първи клас – 60–90% нефелин; съдържа повече от 25% алуминиев оксид; обработката се извършва чрез синтероване;
втори клас - 40-60% нефелин, количеството на алуминиевия оксид е малко по-ниско - 22-25%; необходимо е обогатяване по време на обработката;
третият клас са нефелинови минерали, които нямат промишлена стойност.

Световно производство на алуминиеви руди

За първи път алуминиевата руда е добита през първата половина на 19 век в югоизточната част на Франция, близо до град Бокс. От тук идва и името боксит. Първоначално тази индустрия се развива бавно. Но когато човечеството оцени коя алуминиева руда е полезна за производство, обхватът на приложение на алуминия се разшири значително. Много държави започнаха да търсят находища на своите територии. Така световното производство на алуминиеви руди започна постепенно да се увеличава. Цифрите потвърждават този факт. Така, ако през 1913 г. световният обем на добитата руда е бил 540 хиляди тона, то през 2014 г. той е над 180 милиона тона.

Броят на страните, добиващи алуминиева руда, също постепенно нараства. Днес те са около 30. Но през последните 100 години водещите страни и региони постоянно се променят. Така в началото на 20 век световните лидери в добива на алуминиева руда и нейното производство са Северна Америка и Западна Европа. Тези два региона представляват около 98% от световното производство. Няколко десетилетия по-късно, по отношение на количествените показатели на алуминиевата индустрия, страните от Източна Европа, Латинска Америка и съветски съюз. И още през 50-те и 60-те години Латинска Америка стана лидер по отношение на производството. И през 1980-1990 г. Имаше бърз пробив в алуминиевата индустрия в Австралия и Африка. В настоящата световна тенденция основните водещи страни в производството на алуминий са Австралия, Бразилия, Китай, Гвинея, Ямайка, Индия, Русия, Суринам, Венецуела и Гърция.

Рудни находища в Русия

По отношение на производството на алуминиева руда Русия е на седмо място в световната класация. Въпреки че находищата на алуминиева руда в Русия осигуряват на страната големи количества метал, това не е достатъчно, за да снабди напълно индустрията. Поради това държавата е принудена да купува боксит от други страни.

Общо в Русия има 50 рудни находища. Това число включва както местата, където се добива минералът, така и находищата, които все още не са разработени.

По-голямата част от запасите от руда се намират в европейската част на страната. Тук те се намират в Свердловск, Архангелск, Белгородска област, в Република Коми. Всички тези региони съдържат 70% от общите доказани рудни запаси на страната.

Алуминиевите руди в Русия все още се добиват от стари находища на боксит. Такива райони включват находището Radynskoye в Ленинградска област. Освен това, поради недостиг на суровини, Русия използва други алуминиеви руди, чиито находища са с по-лошо качество. Но те все още са подходящи за промишлени цели. По този начин в Русия нефелиновите руди се добиват в големи количества, което също позволява получаването на алуминий.

Френският град Ле Бо дьо Прованс, разположен в южната част на страната, стана известен с това, че даде името си на минерала боксит. Именно там през 1821 г. минният инженер Пиер Бертие открива находища на неизвестна руда. Необходими са още 40 години изследвания и тестове, за да се открият възможностите на новата скала и да се признае за обещаваща за индустриалното производство на алуминий, което в онези години надвишава цената на златото.

Характеристики и произход

Бокситът е основната алуминиева руда. Почти целият алуминий, който някога е бил произведен в света, е преработен от тях. Тази скала е композитна суровина, характеризираща се със сложна и разнородна структура.

Той включва алуминиеви оксиди и хидроксиди като негови основни компоненти. Железните оксиди също служат като рудообразуващи минерали. И сред най-често срещаните примеси:

силиций (представен от кварц, каолинит и опал);
титан (под формата на рутил);
калциеви и магнезиеви съединения;
редкоземни елементи;
слюда;
в малки количества галий, хром, ванадий, цирконий, ниобий, фосфор, калий, натрий и пирит.

По произход бокситите са латеритни и карстови (седиментни). Първите, висококачествени, са се образували в климата на влажните тропици в резултат на дълбока химическа трансформация на силикатни скали (т.нар. латеризация). Последните са с по-ниско качество, те са продукт на изветряне, пренасяне и отлагане на глинести пластове на нови места.

Бокситите се различават по:

Физическо състояние (скалисто, землисто, поресто, рохкаво, подобно на глина).
Структура (под формата на фрагменти и грах).
Текстурни характеристики (с хомогенен или слоест състав).
Плътност (варира от 1800 до 3200 kg/m³).

Химически и физични свойства

Химичните свойства на боксита имат широк диапазон, свързан с променливия състав на материала. Качеството на добитите минерали обаче се определя основно от съотношението на съдържанието на алуминиев оксид и силициев диоксид. Колкото по-голямо е количеството на първото и колкото по-малко е количеството на второто, толкова по-голяма е индустриалната стойност. Минните инженери смятат така наречената „чупливост“ за важна химическа характеристика, тоест колко лесно алуминиевите оксиди могат да бъдат извлечени от рудния материал.

Въпреки факта, че бокситът няма постоянен състав, неговите физични свойства се свеждат до следните показатели:

1	Цвят	кафяво, оранжево, тухла, розово, червено; по-рядко сиво, жълто, бяло и черно
2	Вени	обикновено бели, но понякога могат да бъдат оцветени от примеси на желязо
3	Блясък	Скучно и земно
4	Прозрачност	Непрозрачен
5	Специфично тегло	2-2,5 kg/cm³
6	твърдост	1-3 по минералогичната скала на Моос (за сравнение, диамантът има 10). Поради тази мекота бокситът прилича на глина. Но за разлика от последните, при добавяне на вода те не образуват хомогенна пластична маса

Интересното е, че физическото състояние няма нищо общо с полезността и стойността на боксита. Това се обяснява с факта, че те се преработват в друг материал, чиито свойства се различават значително от оригиналната скала.

Световни резерви и производство

Въпреки факта, че търсенето на алуминий непрекъснато нараства, запасите от неговата първична руда са достатъчни, за да задоволят тази нужда за още няколко века, но не по-малко от 100 години производство.

Геоложката служба на САЩ публикува данни, според които световните ресурси на боксит възлизат на 55-75 милиарда тона. Освен това повечето от тях са концентрирани в Африка (32%). Океания представлява 23% КарибитеИ Южна Америка 21%, азиатския континент 18%, други региони 6%.

Оптимизъм вдъхва и въвеждането на процес за рециклиране на алуминий, който ще забави изчерпването на естествените запаси от първична алуминиева руда (и в същото време ще спести потребление на енергия).

Първите десет държави в добива на боксит, представени от същата Геоложка служба на САЩ, изглеждаха така през 2016 г.

1	Австралия	82 000
2	Китай	65 000
3	Бразилия	34 500
4	Индия	25 000
5	Гвинея	19 700
6	Ямайка	8 500
7	Русия	5 400
8	Казахстан	4 600
9	Саудитска Арабия	4 000
10	Гърция	1 800

Виетнам се показва като много обещаващ, завършвайки 2016 г. с показател от 1500 хиляди метрични тона. Но Малайзия, която беше трета през 2015 г., рязко намали разработката на боксити поради очакванията за строги екологични закони и днес се нарежда на 15-то място в световната класация.

Бокситът обикновено се добива в открити рудници. За да се получи работна платформа, слой руда се взривява на дълбочина 20 сантиметра и след това се отстранява. Части от минерала се раздробяват и сортират: отпадъчните скали (така наречените „отпадъци“) се отмиват с поток от промивна вода и фрагменти от плътна руда остават на дъното на преработвателната фабрика.

Най-древните находища на боксит в Русия датират от докамбрийската ера. Те се намират в Източните Саяни (Боксонско поле). По-млада алуминиева руда, датираща от средния и горния девон, се намира в северните и Южен Урал, в Архангелска, Ленинградска и Белгородска области.

Индустриално приложение

Добитите боксити се разделят според последващата им търговска употреба на металургични, абразивни, химически, циментови, огнеупорни и др.

Основната им употреба, която представлява 85% от световното производство, е да служат като суровина за производството на алуминиев оксид (алуминиев оксид).

Технологичната верига изглежда така: бокситът се нагрява със сода каустик, след което се филтрира, твърдият остатък се утаява и калцинира. Този продукт- безводен алуминиев оксид, предпоследната трансформация в цикъла на производство на алуминий.

Тогава всичко, което остава, е да се потопи във вана с разтопен естествен или синтетичен криолит и чрез електролитна редукция да се изолира самият метал.

Първият, който открива тази технология през 1860 г., е френският химик Анри Сен-Клер Девил. Той замени скъп процес, при който алуминият се произвеждаше във вакуум от калий и натрий.

Следващата важна област на използване на боксит е като абразив.

Когато алуминиевият оксид се калцинира, резултатът е синтетичен корунд, много твърд материал с рейтинг 9 по скалата на Моос. Раздробява се, отделя се и след това се добавя към шкурка и различни полиращи прахове и суспензии.

Синтеран, прахообразен и стопен в кръгли гранули, бокситът също е отличен абразив за пясъкоструене. Той е идеален за обработка на повърхности и поради сферичната си форма намалява износването на пясъкоструйното оборудване.

Друго важно предназначение на боксита е да участва като пропант (материал, който предотвратява затварянето на специално създадени разломи) в процеса на производство на нефт чрез хидравлично разбиване. В този случай обработените бокситни скални частици издържат на хидравлично налягане и позволяват на пукнатините да останат отворени толкова дълго, колкото е необходимо за изтичане на маслото.

Бокситът също е незаменим за създаване на огнеупорни продукти. Изгореният алуминиев оксид може да издържа на температури до 1780 C. Това свойство се използва както за производството на тухли и бетон, така и за създаването на оборудване за металургичната промишленост, специално стъкло и дори огнеупорно облекло.

Заключение

Химиците и технолозите непрекъснато търсят подходящи заместители на боксита, които да не са по-ниски по свойства. Изследванията разкриха, че глинени материали, пепел от електроцентрали и нефтени шисти могат да се използват за производството на алуминиев оксид.

Само че цената на цялата технологична верига е в пъти по-висока. Силициевият карбид се представя добре като абразив, а синтетичният мулит като огнеупорен материал. Учените се надяват, че преди времето на пълно изтощение природни ресурсибоксит ще се намери еквивалентен заместител.

На разположение голям бройминерали и скали, съдържащи алуминий, но само няколко от тях могат да се използват за получаване на метален алуминий. Бокситът е най-широко използваната алуминиева суровина. , Освен това, първо, междинен продукт - алуминиев оксид (Al 2 0 3) - се извлича от рудите, а след това метален алуминий се получава от алуминиевия оксид чрез електролитни средства. Както А. р. се използват нефелин-сиенит (виж Нефелин сиенит) , както и нефелин-апатитни скали, които едновременно служат като източник на фосфати. Алунитните скали могат да служат като минерални суровини за производството на алуминий (виж Алунит) , левцитни лави (минерал Левцит), Лабрадорити, Анортозити , високоалуминиеви глини и каолини, кианит, силиманит и андалузитни шисти.

В капиталистическите и развиващите се страни за производството на алуминий се използва практически само боксит. В СССР, в допълнение към боксита, те придобиха важни практическо значениенефелин-сиенитни и нефелин-апатитни скали.

Голям Съветска енциклопедия. - М.: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .

Алуминиеви монополи
Алуминиеви сплави

Вижте какво са "алуминиеви руди" в други речници:

Алуминиеви руди- (a. алуминиеви руди; n. Aluminumerze, Aluerze; f. minerais d aluminium; i. minerales de aluminium) естествени минерални образувания, съдържащи алуминий в такива съединения и концентрации, при които техните индустриални свойства. техническа употреба..... Геоложка енциклопедия

АЛУМИНИЕВИ РУДИ - скали, суровина за производство на алуминий. Основно боксит; Алуминиевите руди също включват нефелин сиенит, алунит, нефелин апатитни скали и др. Голям енциклопедичен речник

алуминиеви руди- скали, суровини за производство на алуминий. Основно боксит; Алуминиевите руди също включват нефелин сиенит, алунит, нефелин апатит скали и др. * * * АЛУМИНИЕВИ РУДИ АЛУМИНИЕВИ РУДИ, скали, суровини за производството на... ... енциклопедичен речник

алуминиеви руди- руди, съдържащи Al в такива съединения и концентрации, при които тяхното промишлено използване е технически възможно и икономически осъществимо. Най-разпространените Al суровини са боксит, алунит и... ...

АЛУМИНИЕВИ РУДИ- клаксон скали, суровини за производство на алуминий. В основния боксит; към А. р. включват също нефелинови сиенити, алунит, нефелинови апатитни скали и др... Естествени науки. енциклопедичен речник

руди на черни метали- руди, които са суровинна база на световното първенство; включително Fe, Mn и Cr руди (вижте железни руди, манганови руди и хромни руди); Вижте също: Търговски руди, сидеритни руди... Енциклопедичен речник по металургия

руди на цветни метали- руди, които са суровини за CM, включително широка група от Al, полиметални (съдържащи Pb, Zn и други метали), Cu, Ni, Co, Sn, W, Mo, Ti руди. Специфична характеристикаруди на цветни метали техния комплекс… … Енциклопедичен речник по металургия

руди на редкоземни метали- природни минерални образувания, съдържащи редкоземни метали под формата на собствени минерали или изоморфни примеси в някои други минерали. Изв > 70 собствени редкоземни минерала и около 280 минерала, в които редкоземните метали са включени като ... Енциклопедичен речник по металургия

руди на редки метали- природни образувания, съдържащи ВЕ под формата на самостоятелни минерали или изоморфни примеси в други рудни и жилищни минерали в количества, достатъчни за рентабилното им промишлено извличане. RE се счита за ... ... Енциклопедичен речник по металургия

радиоактивни метални руди- природни минерални образувания, съдържащи радиоактивни метали (U, Th и др.) в такива съединения и концентрации, при които извличането им е технически възможно и икономически осъществимо. Индустриално значение...... Енциклопедичен речник по металургия

$моб_инфо$