एल्युमीनियम किन अयस्कों से निकाला जा सकता है? बाक्साइट

एल्युमीनियम एक मैट सिल्वर ऑक्साइड फिल्म से लेपित धातु है, जिसके गुण इसकी लोकप्रियता निर्धारित करते हैं: कोमलता, हल्कापन, लचीलापन, उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध, विद्युत चालकता और विषाक्तता की कमी। आधुनिक उच्च प्रौद्योगिकियों में, एल्यूमीनियम के उपयोग को एक संरचनात्मक, बहुक्रियाशील सामग्री के रूप में अग्रणी स्थान दिया गया है।

एल्यूमीनियम के स्रोत के रूप में उद्योग के लिए सबसे बड़ा मूल्य प्राकृतिक कच्चा माल है - बाक्साइट, बॉक्साइट, एलुनाइट और नेफलाइन के रूप में एक चट्टान घटक।

एल्यूमिना युक्त अयस्कों की किस्में

200 से अधिक खनिज ज्ञात हैं जिनमें एल्युमीनियम होता है।

केवल वह चट्टान जो निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, उसे कच्चे माल का स्रोत माना जाता है:

प्राकृतिक चट्टान बॉक्साइट की विशेषता

बॉक्साइट, नेफलाइन, एलुनाइट, मिट्टी और काओलिन के प्राकृतिक भंडार कच्चे माल के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं। बॉक्साइट एल्यूमीनियम यौगिकों से सबसे अधिक संतृप्त है। मिट्टी और काओलिन महत्वपूर्ण एल्यूमिना सामग्री वाली सबसे आम चट्टानें हैं। इन खनिजों के भण्डार पृथ्वी की सतह पर पाए जाते हैं।

बाक्साइटप्रकृति में यह केवल ऑक्सीजन के साथ धातु के द्विआधारी यौगिक के रूप में मौजूद है। यह यौगिक प्राकृतिक पर्वत से निकाला जाता है अयस्कबॉक्साइट के रूप में, जिसमें कई रासायनिक तत्वों के ऑक्साइड होते हैं: एल्यूमीनियम, पोटेशियम, सोडियम, मैग्नीशियम, लोहा, टाइटेनियम, सिलिकॉन, फास्फोरस।

जमा के आधार पर, बॉक्साइट में 28 से 80% तक एल्यूमिना होता है। यह एक अद्वितीय धातु प्राप्त करने के लिए मुख्य कच्चा माल है। एल्यूमीनियम कच्चे माल के रूप में बॉक्साइट की गुणवत्ता इसकी एल्यूमिना सामग्री पर निर्भर करती है। इससे भौतिकता का निर्धारण होता है गुणबॉक्साइट:

बॉक्साइट, काओलिन और मिट्टी में अन्य यौगिकों की अशुद्धियाँ होती हैं, जो कच्चे माल के प्रसंस्करण के दौरान अलग-अलग उद्योगों में अलग हो जाती हैं।

केवल रूस में वे चट्टानों के भंडार का उपयोग करते हैं जिनमें एल्यूमिना की कम सांद्रता होती है।

हाल ही में, एल्यूमिना को नेफलाइन से प्राप्त किया जाने लगा, जिसमें एल्यूमिना के अलावा, पोटेशियम, सोडियम, सिलिकॉन और, कम मूल्यवान, फिटकरी पत्थर, एलुनाइट जैसी धातुओं के ऑक्साइड शामिल हैं।

एल्यूमीनियम युक्त खनिजों के प्रसंस्करण की विधियाँ

इस धातु की खोज के बाद से एल्यूमीनियम अयस्क से शुद्ध एल्यूमिना का उत्पादन करने की तकनीक नहीं बदली है। इसमें सुधार किया जा रहा है उत्पादन के उपकरण, शुद्ध एल्यूमीनियम प्राप्त करने की अनुमति देता है। शुद्ध धातु प्राप्त करने के मुख्य उत्पादन चरण:

• विकसित निक्षेपों से अयस्क का निष्कर्षण।
• एल्यूमिना की सांद्रता बढ़ाने के लिए अपशिष्ट चट्टानों का प्राथमिक प्रसंस्करण एक संवर्धन प्रक्रिया है।
• शुद्ध एल्यूमिना तैयार करना, इसके ऑक्साइड से एल्युमीनियम का इलेक्ट्रोलाइटिक अपचयन।

उत्पादन प्रक्रिया 99.99% की सांद्रता वाली धातु के साथ समाप्त होती है।

एल्युमिना खनन एवं लाभकारी

एल्यूमिना या एल्यूमीनियम ऑक्साइड अपने शुद्ध रूप में प्रकृति में मौजूद नहीं हैं। इसे हाइड्रोकेमिकल विधियों का उपयोग करके एल्यूमीनियम अयस्कों से निकाला जाता है।

भण्डारों में अल्युमीनियम अयस्क का भण्डार आमतौर पर विस्फोट होता है, लगभग 20 मीटर की गहराई पर इसके निष्कर्षण के लिए एक साइट प्रदान करना, जहां से इसे चुना जाता है और आगे की प्रक्रिया की प्रक्रिया में लॉन्च किया जाता है;

• विशेष उपकरण (स्क्रीन, क्लासिफायर) का उपयोग करके, अयस्क को कुचल दिया जाता है और क्रमबद्ध किया जाता है, अपशिष्ट चट्टान (सिलाई) को हटा दिया जाता है। एल्यूमिना संवर्धन के इस चरण में, धुलाई और स्क्रीनिंग विधियों को सबसे अधिक आर्थिक रूप से लाभप्रद माना जाता है।
• सांद्रण संयंत्र के तल पर बसे शुद्ध अयस्क को एक आटोक्लेव में कास्टिक सोडा के गर्म द्रव्यमान के साथ मिलाया जाता है।
• मिश्रण को उच्च शक्ति वाले स्टील जहाजों की एक प्रणाली के माध्यम से पारित किया जाता है। जहाज स्टीम जैकेट से सुसज्जित हैं जो आवश्यक तापमान बनाए रखता है। भाप का दबाव 1.5-3.5 एमपीए पर बनाए रखा जाता है जब तक कि एल्यूमीनियम यौगिक पूरी तरह से समृद्ध चट्टान से अत्यधिक गर्म सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान में सोडियम एल्यूमिनेट में स्थानांतरित नहीं हो जाते।
• ठंडा होने के बाद, तरल एक निस्पंदन चरण से गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप ठोस तलछट अलग हो जाती है और एक सुपरसैचुरेटेड शुद्ध एल्युमिनेट घोल प्राप्त होता है। परिणामी घोल में पिछले चक्र के एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड अवशेषों को जोड़ने से अपघटन तेज हो जाता है।
• एल्यूमीनियम ऑक्साइड हाइड्रेट को अंतिम रूप से सुखाने के लिए, कैल्सीनेशन प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।

शुद्ध एल्यूमीनियम का इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन

शुद्ध एल्यूमीनियम का उत्पादन एक सतत प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है जो कैलक्लाइंड एल्यूमीनियम का उत्पादन करता है इलेक्ट्रोलाइटिक कमी चरण में प्रवेश करता है.

आधुनिक इलेक्ट्रोलाइज़र एक उपकरण है जिसमें निम्नलिखित भाग होते हैं:

शोधन द्वारा एल्यूमीनियम का अतिरिक्त शुद्धिकरण

यदि इलेक्ट्रोलाइज़र से निकाला गया एल्यूमीनियम अंतिम आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, तो इसे परिष्कृत करके अतिरिक्त शुद्धिकरण के अधीन किया जाता है।

उद्योग में, यह प्रक्रिया एक विशेष इलेक्ट्रोलाइज़र में की जाती है, जिसमें तीन तरल परतें होती हैं:

इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान, एनोड परत और इलेक्ट्रोलाइट में अशुद्धियाँ रह जाती हैं। शुद्ध एल्युमीनियम की उपज 95-98% है। एल्युमीनियम युक्त निक्षेपों के विकास में अग्रणी स्थान है राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था, एल्यूमीनियम के गुणों के लिए धन्यवाद, जो वर्तमान में आधुनिक उद्योग में लोहे के बाद दूसरे स्थान पर है।

आधुनिक उद्योग में एल्युमीनियम अयस्क का विशेष स्थान है। कुछ भौतिक और के लिए धन्यवाद रासायनिक गुणएल्यूमीनियम का उपयोग मानव गतिविधि की कई शाखाओं में किया जाता है। ऑटोमोटिव, मैकेनिकल इंजीनियरिंग, निर्माण, कई उपभोक्ता वस्तुओं का विनिर्माण और घर का सामानइस प्रकार की अलौह धातु के उपयोग के बिना अब यह संभव नहीं है। एल्युमीनियम खनन एक जटिल और श्रम-गहन प्रक्रिया है।

एल्यूमीनियम अयस्क की विशेषताएं

अयस्क एक प्राकृतिक खनिज संरचना है जिसमें एक विशिष्ट धातु या खनिज होता है। प्रकृति में अपने शुद्ध रूप में व्यावहारिक रूप से कोई एल्युमीनियम नहीं होता है, इसलिए इसे एल्युमीनियम अयस्क से निकाला जाता है। में भूपर्पटीइसकी सामग्री लगभग 9% है। आज, लगभग 250 प्रकार के खनिज यौगिक हैं जिनमें एल्युमीनियम भी शामिल है, लेकिन उनमें से सभी को संसाधित करना लाभदायक नहीं है। एल्युमीनियम उद्योग के लिए निम्नलिखित प्रकार के अयस्क सबसे मूल्यवान माने जाते हैं:

• बॉक्साइट;
• एलुनाइट;
• नेफलाइन

बाक्साइटइसका उपयोग अक्सर धातु खनन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है, क्योंकि इसमें 60% तक एल्यूमीनियम ऑक्साइड होते हैं। संरचना में सिलिकॉन और आयरन ऑक्साइड, क्वार्ट्ज, मैग्नीशियम, सोडियम और अन्य रासायनिक तत्व और यौगिक भी शामिल हैं। उनकी संरचना के आधार पर, बॉक्साइट का घनत्व अलग-अलग होता है। चट्टान का रंग मुख्यतः लाल या भूरा है। 1 टन एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए 4.5 टन बॉक्साइट की आवश्यकता होती है।

एलुनाइटअयस्क बॉक्साइट से बहुत पीछे नहीं है, क्योंकि इसमें 40% तक एल्यूमिना होता है - एल्यूमीनियम का मुख्य आपूर्तिकर्ता। इसकी छिद्रपूर्ण संरचना होती है और इसमें कई अशुद्धियाँ होती हैं। एल्युमीनियम खनन तभी लाभदायक है जब एलुनाइट की कुल मात्रा एडिटिव्स की कुल मात्रा के बराबर हो।

यह आग्नेय मूल की एक क्षारीय चट्टान है। एल्यूमीनियम ऑक्साइड सामग्री के मामले में वे तीसरे स्थान पर हैं। नेफलाइन अयस्क के प्रथम ग्रेड से 25% या अधिक एल्यूमिना संसाधित किया जा सकता है। दूसरी कक्षा से - 25% तक, लेकिन 22% से कम नहीं। इस मूल्य से कम एल्यूमीनियम ऑक्साइड वाले सभी खनिज यौगिकों का कोई औद्योगिक मूल्य नहीं है।

एल्युमीनियम खनन के तरीके

एल्युमीनियम एक अपेक्षाकृत युवा धातु है, जिसका पहली बार खनन एक सदी पहले ही किया गया था। पूरे समय में, सभी रासायनिक और भौतिक गुणों को ध्यान में रखते हुए, एल्यूमीनियम खनन तकनीक में लगातार सुधार किया गया है।

धातु का उत्पादन केवल एल्युमिना से ही संभव है, जिसके निर्माण के लिए अयस्क को कुचलकर पाउडर अवस्था में लाया जाता है और भाप से गर्म किया जाता है। इस तरह अधिकांश सिलिकॉन से छुटकारा पाना और बाद में गलाने के लिए इष्टतम कच्चा माल छोड़ना संभव है।

यदि एल्युमीनियम अयस्क की मात्रा उथली है तो इसका खनन खुले गड्ढे वाली विधि से किया जाता है। बॉक्साइट और नेफलाइन, उनकी घनी संरचना के कारण, आमतौर पर मिलिंग विधि का उपयोग करके सतह माइनर का उपयोग करके काटे जाते हैं। अलुनाइट एक प्रकार की ढीली चट्टान है, यही कारण है कि इसे हटाने के लिए खदान उत्खनन सर्वोत्तम है। बाद वाला तुरंत आगे के परिवहन के लिए चट्टान को डंप ट्रकों पर लोड करता है।

प्राथमिक कच्चे माल के निष्कर्षण के बाद, एल्यूमिना प्राप्त करने के लिए रॉक प्रसंस्करण के कई अनिवार्य चरणों का पालन किया जाता है:

1. तैयारी कार्यशाला में परिवहन, जहां कुचलने वाले उपकरण चट्टान को लगभग 110 मिमी के अंश तक कुचल देते हैं।
2. अतिरिक्त घटकों के साथ तैयार कच्चे माल को आगे की प्रक्रिया के लिए भेजा जाता है।
3. चट्टान को भट्टियों में तपाया जाता है। यदि आवश्यक हो, तो एल्युमीनियम अयस्क का निक्षालन किया जाता है। इससे एक तरल एलुमिनेट घोल तैयार होता है।
4. अगला चरण विघटन है। परिणामस्वरूप, एक एल्यूमिनेट पल्प बनता है, जिसे तरल के पृथक्करण और वाष्पीकरण के लिए भेजा जाता है।
5. अतिरिक्त क्षार और ओवन कैल्सीनेशन से सफाई।

परिणाम शुष्क एल्युमिना है, जो एल्युमीनियम उत्पादन के लिए तैयार है। अंतिम चरण हाइड्रोलिसिस उपचार है। ऊपर वर्णित विधि के अलावा, खनन विधि का उपयोग करके भी एल्यूमीनियम का खनन किया जाता है। इस प्रकार पृथ्वी की परतों से चट्टान को काटा जाता है।

रूस में एल्युमीनियम खनन स्थल

एल्यूमीनियम अयस्क उत्पादन के मामले में विश्व रैंकिंग में रूस सातवें स्थान पर है। पूरे क्षेत्र में लगभग 50 निक्षेपों की खोज की गई है, जिनमें से अभी भी अविकसित निक्षेप हैं। सबसे समृद्ध अयस्क भंडार कहाँ केंद्रित हैं? लेनिनग्राद क्षेत्रऔर उरल्स में, जहां सबसे गहरी "एल्यूमीनियम" खदानें संचालित होती हैं। उत्तरार्द्ध की गहराई 1550 मीटर तक पहुंचती है।

व्यापक रूप से विकसित अलौह धातु विज्ञान और विशेष रूप से एल्यूमीनियम के उत्पादन के बावजूद, परिणामी मात्रा पूरे देश के उद्योग को आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए, रूस अन्य देशों से एल्यूमिना आयात करने के लिए मजबूर है। यह आवश्यकता अयस्क की निम्न गुणवत्ता के कारण भी है। उरल्स में सबसे लाभदायक जमाओं में से एक 50% एल्यूमिना सामग्री के साथ बॉक्साइट का उत्पादन करता है। इटली में एक ऐसी चट्टान का खनन किया जाता है जिसमें 64% एल्यूमीनियम ऑक्साइड होता है।

रूस में एल्यूमीनियम अयस्क के कुल द्रव्यमान का लगभग 80% बंद खदानों में खनन किया जाता है। बेलगोरोड, आर्कान्जेस्क में बहुत सारी जमा राशियाँ स्थित हैं, स्वेर्दलोव्स्क क्षेत्र, साथ ही कोमी गणराज्य। बॉक्साइट के अलावा, नेफलाइन अयस्कों का भी खनन किया जाता है। इस प्रकार के धातु उत्पादन की लाभप्रदता कम है, लेकिन फिर भी परिणाम देश में कच्चे माल की कमी की आंशिक भरपाई करता है।

एल्यूमीनियम उद्योग में पुनर्नवीनीकरण सामग्री से धातु का उत्पादन एक विशेष स्थान रखता है। यह विधि ऊर्जा और अयस्क संसाधनों को महत्वपूर्ण रूप से बचाती है, और होने वाली क्षति के स्तर को कम करती है पर्यावरण. यहां रूस अन्य देशों से कुछ हद तक पीछे है, लेकिन अधिकांश घरेलू उद्यमों के प्रदर्शन में हर साल उल्लेखनीय सुधार हो रहा है।

एल्यूमीनियम अयस्कों का विश्व उत्पादन

पिछले सौ वर्षों में, एल्यूमीनियम अयस्क उत्पादन का स्तर अविश्वसनीय स्तर तक बढ़ गया है। यदि 1913 में चट्टान की वैश्विक मात्रा लगभग 550 हजार टन थी, तो आज यह आंकड़ा 190 मिलियन टन से अधिक है। वर्तमान में लगभग 30 देश एल्यूमीनियम अयस्क का खनन कर रहे हैं। गिनी अग्रणी स्थान पर है ( पश्चिम अफ्रीका), जहां दुनिया के 28% हिस्से के बराबर भंडार के साथ कई जमा केंद्रित हैं।

प्रत्यक्ष अयस्क उत्पादन मात्रा के मामले में चीन को पहले स्थान पर रखा जाना चाहिए। इस प्रकार, "डूबते सूरज" का देश प्रति वर्ष 80 मिलियन टन से अधिक कच्चे माल का उत्पादन करता है। शीर्ष पांच इस प्रकार हैं:

• चीन- 86 मिलियन टन;
• ऑस्ट्रेलिया- 82 मिलियन टन;
• ब्राज़िल- 31 मिलियन टन;
• गिनी- 20 मिलियन टन;
• भारत- 15 मिलियन टन.

इसके बाद 9.7 मिलियन टन के साथ जमैका आता है और अंत में रूस आता है, जिसका कुल एल्यूमीनियम अयस्क उत्पादन 6-7 मिलियन टन है। पिछले कुछ वर्षों में एल्युमीनियम उद्योग के नेता बदल गए हैं।

अयस्क का खनन सबसे पहले फ्रांस के बॉक्स शहर में किया गया था, जिसके कारण सबसे आम प्रकार के अयस्क को बॉक्साइट कहा जाता है। जल्द ही वे बेहतर प्रदर्शन का दावा कर सकते हैं पश्चिमी यूरोपऔर उत्तरी अमेरिका. आधी सदी बाद, वह निर्विवाद नेता बन गए लैटिन अमेरिका. अब अफ्रीका, ऑस्ट्रेलिया, चीन और अन्य विकसित देशों ने इसका नेतृत्व किया है।

अलौह धातुएँ आधुनिक उद्योग का एक अभिन्न अंग हैं। इनके बिना अनेक उद्योगों का विकास संभव नहीं होगा। एल्युमीनियम, एक हल्की, टिकाऊ और कार्यात्मक धातु के रूप में, वर्तमान समय की एक प्रमुख संरचनात्मक सामग्री मानी जाती है।

एल्युमीनियम एक मैट सिल्वर ऑक्साइड फिल्म से लेपित धातु है, जिसके गुण इसकी लोकप्रियता निर्धारित करते हैं: कोमलता, हल्कापन, लचीलापन, उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध, विद्युत चालकता और विषाक्तता की कमी। आधुनिक उच्च प्रौद्योगिकियों में, एल्यूमीनियम के उपयोग को एक संरचनात्मक, बहुक्रियाशील सामग्री के रूप में अग्रणी स्थान दिया गया है।

एल्यूमीनियम के स्रोत के रूप में उद्योग के लिए सबसे बड़ा मूल्य प्राकृतिक कच्चा माल है - बाक्साइट, बॉक्साइट, एलुनाइट और नेफलाइन के रूप में एक चट्टान घटक।

एल्यूमिना युक्त अयस्कों की किस्में

200 से अधिक खनिज ज्ञात हैं जिनमें एल्युमीनियम होता है।

केवल वह चट्टान जो निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, उसे कच्चे माल का स्रोत माना जाता है:

• प्राकृतिक कच्चे माल में एल्यूमीनियम ऑक्साइड की उच्च सामग्री होनी चाहिए;
• जमा को उसके औद्योगिक विकास की आर्थिक व्यवहार्यता के अनुरूप होना चाहिए।
• चट्टान में एल्यूमीनियम का कच्चा माल ऐसे रूप में होना चाहिए जिसे ज्ञात तरीकों से शुद्ध रूप में निकाला जा सके।

प्राकृतिक चट्टान बॉक्साइट की विशेषता

बॉक्साइट, नेफलाइन, एलुनाइट, मिट्टी और काओलिन के प्राकृतिक भंडार कच्चे माल के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं। बॉक्साइट एल्यूमीनियम यौगिकों से सबसे अधिक संतृप्त है। मिट्टी और काओलिन महत्वपूर्ण एल्यूमिना सामग्री वाली सबसे आम चट्टानें हैं। इन खनिजों के भण्डार पृथ्वी की सतह पर पाए जाते हैं।

बाक्साइटप्रकृति में यह केवल ऑक्सीजन के साथ धातु के द्विआधारी यौगिक के रूप में मौजूद है। यह यौगिक प्राकृतिक पर्वत से निकाला जाता है अयस्कबॉक्साइट के रूप में, जिसमें कई रासायनिक तत्वों के ऑक्साइड होते हैं: एल्यूमीनियम, पोटेशियम, सोडियम, मैग्नीशियम, लोहा, टाइटेनियम, सिलिकॉन, फास्फोरस।

जमा के आधार पर, बॉक्साइट में 28 से 80% तक एल्यूमिना होता है। यह एक अद्वितीय धातु प्राप्त करने के लिए मुख्य कच्चा माल है। एल्यूमीनियम कच्चे माल के रूप में बॉक्साइट की गुणवत्ता इसकी एल्यूमिना सामग्री पर निर्भर करती है। इससे भौतिकता का निर्धारण होता है गुणबॉक्साइट:

• खनिज में छिपी हुई क्रिस्टलीय संरचना होती है या वह अनाकार अवस्था में होता है। कई खनिजों में सरल या जटिल संरचना वाले हाइड्रोजेल के कठोर रूप होते हैं।
• विभिन्न खनन स्थलों पर बॉक्साइट का रंग लगभग सफेद से लेकर गहरे लाल तक होता है। यहां खनिज के काले रंग वाले भंडार मौजूद हैं।
• एल्यूमीनियम युक्त खनिजों का घनत्व उन पर निर्भर करता है रासायनिक संरचनाऔर लगभग 3,500 किग्रा/घन मीटर है।
• बॉक्साइट की रासायनिक संरचना और संरचना ठोस का निर्धारण करती है गुणखनिज. खनिज विज्ञान में स्वीकृत पैमाने पर सबसे मजबूत खनिजों की कठोरता 6 इकाइयों की होती है।
• एक प्राकृतिक खनिज के रूप में, बॉक्साइट में कई अशुद्धियाँ होती हैं, ज्यादातर ये लोहे, कैल्शियम, मैग्नीशियम, मैंगनीज के ऑक्साइड और टाइटेनियम और फास्फोरस यौगिकों की अशुद्धियाँ होती हैं।

बॉक्साइट, काओलिन और मिट्टी में अन्य यौगिकों की अशुद्धियाँ होती हैं, जो कच्चे माल के प्रसंस्करण के दौरान अलग-अलग उद्योगों में अलग हो जाती हैं।

केवल रूस में वे चट्टानों के भंडार का उपयोग करते हैं जिनमें एल्यूमिना की कम सांद्रता होती है।

हाल ही में, एल्यूमिना को नेफलाइन से प्राप्त किया जाने लगा, जिसमें एल्यूमिना के अलावा, पोटेशियम, सोडियम, सिलिकॉन और, कम मूल्यवान, फिटकरी पत्थर, एलुनाइट जैसी धातुओं के ऑक्साइड शामिल हैं।

एल्यूमीनियम युक्त खनिजों के प्रसंस्करण की विधियाँ

इस धातु की खोज के बाद से एल्यूमीनियम अयस्क से शुद्ध एल्यूमिना का उत्पादन करने की तकनीक नहीं बदली है। इसके उत्पादन उपकरण में सुधार किया जा रहा है, जिससे यह शुद्ध एल्यूमीनियम का उत्पादन कर सके। शुद्ध धातु प्राप्त करने के मुख्य उत्पादन चरण:

• विकसित निक्षेपों से अयस्क का निष्कर्षण।
• एल्यूमिना की सांद्रता बढ़ाने के लिए अपशिष्ट चट्टानों का प्राथमिक प्रसंस्करण एक संवर्धन प्रक्रिया है।
• शुद्ध एल्यूमिना तैयार करना, इसके ऑक्साइड से एल्युमीनियम का इलेक्ट्रोलाइटिक अपचयन।

उत्पादन प्रक्रिया 99.99% की सांद्रता वाली धातु के साथ समाप्त होती है।

एल्युमिना खनन एवं लाभकारी

एल्यूमिना या एल्यूमीनियम ऑक्साइड अपने शुद्ध रूप में प्रकृति में मौजूद नहीं हैं। इसे हाइड्रोकेमिकल विधियों का उपयोग करके एल्यूमीनियम अयस्कों से निकाला जाता है।

भण्डारों में अल्युमीनियम अयस्क का भण्डार आमतौर पर विस्फोट होता है, लगभग 20 मीटर की गहराई पर इसके निष्कर्षण के लिए एक साइट प्रदान करना, जहां से इसे चुना जाता है और आगे की प्रक्रिया की प्रक्रिया में लॉन्च किया जाता है;

• विशेष उपकरण (स्क्रीन, क्लासिफायर) का उपयोग करके, अयस्क को कुचल दिया जाता है और क्रमबद्ध किया जाता है, अपशिष्ट चट्टान (सिलाई) को हटा दिया जाता है। एल्यूमिना संवर्धन के इस चरण में, धुलाई और स्क्रीनिंग विधियों को सबसे अधिक आर्थिक रूप से लाभप्रद माना जाता है।
• सांद्रण संयंत्र के तल पर बसे शुद्ध अयस्क को एक आटोक्लेव में कास्टिक सोडा के गर्म द्रव्यमान के साथ मिलाया जाता है।
• मिश्रण को उच्च शक्ति वाले स्टील जहाजों की एक प्रणाली के माध्यम से पारित किया जाता है। जहाज स्टीम जैकेट से सुसज्जित हैं जो आवश्यक तापमान बनाए रखता है। भाप का दबाव 1.5-3.5 एमपीए पर बनाए रखा जाता है जब तक कि एल्यूमीनियम यौगिक पूरी तरह से समृद्ध चट्टान से अत्यधिक गर्म सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान में सोडियम एल्यूमिनेट में स्थानांतरित नहीं हो जाते।
• ठंडा होने के बाद, तरल एक निस्पंदन चरण से गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप ठोस तलछट अलग हो जाती है और एक सुपरसैचुरेटेड शुद्ध एल्युमिनेट घोल प्राप्त होता है। परिणामी घोल में पिछले चक्र के एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड अवशेषों को जोड़ने से अपघटन तेज हो जाता है।
• एल्यूमीनियम ऑक्साइड हाइड्रेट को अंतिम रूप से सुखाने के लिए, कैल्सीनेशन प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।

शुद्ध एल्यूमीनियम का इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन

शुद्ध एल्यूमीनियम का उत्पादन एक सतत प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है जो कैलक्लाइंड एल्यूमीनियम का उत्पादन करता है इलेक्ट्रोलाइटिक कमी चरण में प्रवेश करता है.

आधुनिक इलेक्ट्रोलाइज़र एक उपकरण है जिसमें निम्नलिखित भाग होते हैं:

• कोयला ब्लॉकों और स्लैबों से पंक्तिबद्ध स्टील आवरण से बना है। ऑपरेशन के दौरान, बाथ बॉडी की सतह पर जमे हुए इलेक्ट्रोलाइट की एक घनी फिल्म बनती है, जो अस्तर को इलेक्ट्रोलाइट पिघलने से नष्ट होने से बचाती है।
• स्नान के तल पर पिघले हुए एल्यूमीनियम की एक परत, 10-20 सेमी मोटी, इस स्थापना में कैथोड के रूप में कार्य करती है।
• कार्बन ब्लॉकों और एम्बेडेड स्टील छड़ों के माध्यम से पिघले एल्युमीनियम को करंट की आपूर्ति की जाती है।
• स्टील पिन का उपयोग करके लोहे के फ्रेम पर निलंबित एनोड को एक उठाने वाले तंत्र से जुड़ी छड़ें प्रदान की जाती हैं। जैसे-जैसे दहन आगे बढ़ता है, एनोड नीचे चला जाता है, और छड़ों का उपयोग करंट की आपूर्ति के लिए एक तत्व के रूप में किया जाता है।
• कार्यशालाओं में, इलेक्ट्रोलाइज़र को क्रमिक रूप से कई पंक्तियों (दो या चार पंक्तियों) में स्थापित किया जाता है।

शोधन द्वारा एल्यूमीनियम का अतिरिक्त शुद्धिकरण

यदि इलेक्ट्रोलाइज़र से निकाला गया एल्यूमीनियम अंतिम आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, तो इसे परिष्कृत करके अतिरिक्त शुद्धिकरण के अधीन किया जाता है।

उद्योग में, यह प्रक्रिया एक विशेष इलेक्ट्रोलाइज़र में की जाती है, जिसमें तीन तरल परतें होती हैं:

• निचला भाग - परिष्कृत एल्यूमीनियम लगभग 35% तांबे के साथ, एनोड के रूप में कार्य करता है। एल्यूमीनियम परत को भारी बनाने के लिए तांबा मौजूद होता है; तांबा एनोड मिश्र धातु में नहीं घुलता है; इसका घनत्व 3000 किग्रा/एम3 से अधिक होना चाहिए।
• मध्य परत लगभग 730 डिग्री सेल्सियस के पिघलने बिंदु के साथ बेरियम, कैल्शियम और एल्यूमीनियम के फ्लोराइड और क्लोराइड का मिश्रण है।
• ऊपरी परत - शुद्ध परिष्कृत एल्यूमीनियमएक पिघल जो एनोड परत में घुल जाता है और ऊपर की ओर उठता है। यह इस सर्किट में कैथोड के रूप में कार्य करता है। करंट की आपूर्ति ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड द्वारा की जाती है।

इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान, एनोड परत और इलेक्ट्रोलाइट में अशुद्धियाँ रह जाती हैं। शुद्ध एल्युमीनियम की उपज 95-98% है। एल्युमीनियम के गुणों के कारण एल्युमीनियम युक्त भंडारों का विकास राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में अग्रणी स्थान रखता है, जो वर्तमान में आधुनिक उद्योग में लोहे के बाद दूसरे स्थान पर है।

आधुनिक उद्योग में, एल्यूमीनियम अयस्क सबसे लोकप्रिय कच्चा माल है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के तीव्र विकास ने इसके अनुप्रयोग के दायरे का विस्तार करना संभव बना दिया है। एल्यूमीनियम अयस्क क्या है और इसका खनन कहाँ किया जाता है, इसका वर्णन इस लेख में किया गया है।

एल्युमीनियम का औद्योगिक महत्व

एल्युमीनियम को सबसे आम धातु माना जाता है। यह पृथ्वी की पपड़ी में जमाओं की संख्या के मामले में तीसरे स्थान पर है। एल्युमीनियम को सभी लोग आवर्त सारणी में एक तत्व के रूप में भी जानते हैं, जो हल्की धातुओं से संबंधित है।

एल्युमीनियम अयस्क वह प्राकृतिक कच्चा माल है जिससे यह धातु प्राप्त की जाती है। इसका खनन मुख्य रूप से बॉक्साइट से किया जाता है, जिसमें एल्यूमीनियम ऑक्साइड (एल्यूमिना) होता है सबसे बड़ी संख्या– 28 से 80% तक. अन्य चट्टानें - एलुनाइट, नेफलाइन और नेफलाइन-एपेटाइट का भी एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, लेकिन वे खराब गुणवत्ता के होते हैं और उनमें काफी कम एल्यूमिना होता है।

अलौह धातुकर्म में एल्युमीनियम प्रथम स्थान पर है। तथ्य यह है कि इसकी विशेषताओं के कारण इसका उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है। इस प्रकार, इस धातु का उपयोग परिवहन इंजीनियरिंग, पैकेजिंग उत्पादन, निर्माण और विभिन्न उपभोक्ता वस्तुओं के निर्माण में किया जाता है। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में भी एल्युमीनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मानवता के लिए एल्युमीनियम के महत्व को समझने के लिए, बस इस पर करीब से नज़र डालें घरेलू चीजेंजिसका उपयोग हम प्रतिदिन करते हैं। कई घरेलू सामान एल्यूमीनियम से बने होते हैं: ये बिजली के उपकरणों (रेफ्रिजरेटर, वॉशिंग मशीन, आदि), व्यंजन, खेल उपकरण, स्मृति चिन्ह, आंतरिक तत्वों के हिस्से हैं। एल्युमीनियम का उपयोग अक्सर उत्पादन के लिए किया जाता है अलग - अलग प्रकारकंटेनर और पैकेजिंग। उदाहरण के लिए, डिब्बे या डिस्पोजेबल फ़ॉइल कंटेनर।

एल्यूमीनियम अयस्कों के प्रकार

एल्युमीनियम 250 से अधिक खनिजों में पाया जाता है। इनमें से, उद्योग के लिए सबसे मूल्यवान बॉक्साइट, नेफलाइन और एलुनाइट हैं। आइए उन पर अधिक विस्तार से नजर डालें।

बॉक्साइट अयस्क

एल्युमीनियम प्रकृति में अपने शुद्ध रूप में नहीं पाया जाता है। यह मुख्यतः एल्युमीनियम अयस्क - बॉक्साइट से प्राप्त किया जाता है। यह एक खनिज है जिसमें ज्यादातर एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड, साथ ही लौह और सिलिकॉन ऑक्साइड होते हैं। उच्च एल्यूमिना सामग्री (40 से 60%) के कारण, बॉक्साइट का उपयोग एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

एल्यूमीनियम अयस्क के भौतिक गुण:

• लाल रंग का अपारदर्शी खनिज और स्लेटीविभिन्न शेड्स;
• खनिज पैमाने पर सबसे मजबूत नमूनों की कठोरता 6 है;
• रासायनिक संरचना के आधार पर बॉक्साइट का घनत्व 2900-3500 किग्रा/वर्ग मीटर तक होता है।

बॉक्साइट अयस्क के भंडार भूमध्यरेखीय और में केंद्रित हैं उष्णकटिबंधीय क्षेत्रभूमि। अधिक प्राचीन निक्षेप रूस में स्थित हैं।

बॉक्साइट एल्यूमीनियम अयस्क कैसे बनता है?

बॉक्साइट एल्यूमिना मोनोहाइड्रेट, बोहेमाइट और डायस्पोर, ट्राइहाइड्रेट हाइड्रार्गिलाइट और संबंधित खनिज हाइड्रॉक्साइड और आयरन ऑक्साइड से बनता है।

प्रकृति-निर्माण तत्वों की संरचना के आधार पर, बॉक्साइट अयस्कों के तीन समूह प्रतिष्ठित हैं:

1. मोनोहाइड्रेट बॉक्साइट - इसमें मोनोहाइड्रेट रूप में एल्यूमिना होता है।
2. ट्राइहाइड्रेट - ऐसे खनिजों में ट्राइहाइड्रेट रूप में एल्यूमिना होता है।
3. मिश्रित - इस समूह में संयोजन में पिछले एल्यूमीनियम अयस्क शामिल हैं।

कच्चे माल का जमाव अम्लीय, क्षारीय और कभी-कभी बुनियादी चट्टानों के अपक्षय के कारण या समुद्र और झील के तल पर बड़ी मात्रा में एल्यूमिना के क्रमिक जमाव के परिणामस्वरूप बनता है।

एलुनाइट अयस्क

इस प्रकार के जमाव में 40% तक एल्यूमीनियम ऑक्साइड होता है। एलुनाइट अयस्क का निर्माण जल बेसिनों और तटीय क्षेत्रों में तीव्र हाइड्रोथर्मल और ज्वालामुखीय गतिविधि की स्थितियों में होता है। इस तरह के निक्षेपों का एक उदाहरण लेसर काकेशस में ज़ाग्लिंस्कॉय झील है।

चट्टान छिद्रपूर्ण है. इसमें मुख्य रूप से काओलिनाइट्स और हाइड्रोमाइकस शामिल हैं। 50% से अधिक एलुनाइट सामग्री वाला अयस्क औद्योगिक हित का है।

नेफलाइन

यह आग्नेय मूल का एल्यूमीनियम अयस्क है। यह पूर्णतः क्रिस्टलीय क्षारीय चट्टान है। प्रसंस्करण की संरचना और तकनीकी विशेषताओं के आधार पर, नेफलाइन अयस्क के कई ग्रेड प्रतिष्ठित हैं:

• प्रथम श्रेणी - 60-90% नेफलाइन; इसमें 25% से अधिक एल्यूमिना होता है; प्रसंस्करण सिंटरिंग द्वारा किया जाता है;
• दूसरी श्रेणी - 40-60% नेफलाइन, एल्यूमिना की मात्रा थोड़ी कम है - 22-25%; प्रसंस्करण के दौरान संवर्धन आवश्यक है;
• तीसरी श्रेणी नेफलाइन खनिज है, जिसका कोई औद्योगिक मूल्य नहीं है।

एल्यूमीनियम अयस्कों का विश्व उत्पादन

एल्युमीनियम अयस्क का पहली बार खनन 19वीं सदी के पूर्वार्ध में फ्रांस के दक्षिण-पूर्व में बॉक्स शहर के पास किया गया था। यहीं से बॉक्साइट नाम आता है। पहले तो यह उद्योग धीमी गति से विकसित हुआ। लेकिन जब मानवता ने सराहना की कि कौन सा एल्यूमीनियम अयस्क उत्पादन के लिए उपयोगी है, तो एल्यूमीनियम के अनुप्रयोग का दायरा काफी बढ़ गया। कई देशों ने अपने क्षेत्रों में जमा राशि की खोज शुरू कर दी है। इस प्रकार, एल्यूमीनियम अयस्कों का विश्व उत्पादन धीरे-धीरे बढ़ने लगा। आंकड़े इस बात की पुष्टि करते हैं. इस प्रकार, यदि 1913 में खनन किए गए अयस्क की वैश्विक मात्रा 540 हजार टन थी, तो 2014 में यह 180 मिलियन टन से अधिक थी।

एल्यूमीनियम अयस्क का खनन करने वाले देशों की संख्या भी धीरे-धीरे बढ़ी। आज उनमें से लगभग 30 हैं, लेकिन पिछले 100 वर्षों में, अग्रणी देश और क्षेत्र लगातार बदलते रहे हैं। इस प्रकार, 20वीं शताब्दी की शुरुआत में, एल्यूमीनियम अयस्क के निष्कर्षण और इसके उत्पादन में विश्व के अग्रणी उत्तरी अमेरिका और पश्चिमी यूरोप थे। इन दोनों क्षेत्रों का वैश्विक उत्पादन में लगभग 98% योगदान है। कई दशकों बाद, एल्यूमीनियम उद्योग के मात्रात्मक संकेतकों के संदर्भ में, पूर्वी यूरोप, लैटिन अमेरिका और के देश सोवियत संघ. और पहले से ही 1950-1960 के दशक में, लैटिन अमेरिका उत्पादन के मामले में अग्रणी बन गया। और 1980-1990 के दशक में। ऑस्ट्रेलिया और अफ्रीका में एल्युमीनियम उद्योग में तेजी से सफलता मिली। वर्तमान वैश्विक रुझान में, एल्यूमीनियम उत्पादन में मुख्य अग्रणी देश ऑस्ट्रेलिया, ब्राजील, चीन, गिनी, जमैका, भारत, रूस, सूरीनाम, वेनेजुएला और ग्रीस हैं।

रूस में अयस्क भंडार

एल्यूमीनियम अयस्क उत्पादन के मामले में रूस विश्व रैंकिंग में सातवें स्थान पर है। यद्यपि रूस में एल्यूमीनियम अयस्क भंडार देश को बड़ी मात्रा में धातु प्रदान करते हैं, लेकिन यह उद्योग को पूरी तरह से आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए राज्य दूसरे देशों से बॉक्साइट खरीदने को मजबूर है.

कुल मिलाकर, रूस में 50 अयस्क भंडार हैं। इस संख्या में वे दोनों स्थान शामिल हैं जहां खनिज का खनन किया जा रहा है और वे भंडार भी शामिल हैं जो अभी तक विकसित नहीं हुए हैं।

अधिकांश अयस्क भंडार देश के यूरोपीय भाग में स्थित हैं। यहाँ वे स्वेर्दलोव्स्क, आर्कान्जेस्क में स्थित हैं, बेलगोरोड क्षेत्र, कोमी गणराज्य में। इन सभी क्षेत्रों में देश के कुल सिद्ध अयस्क भंडार का 70% मौजूद है।

एल्युमीनियम अयस्करूस में इनका अभी भी पुराने बॉक्साइट भंडारों में खनन किया जाता है। ऐसे क्षेत्रों में लेनिनग्राद क्षेत्र में रेडिनस्कॉय क्षेत्र शामिल है। इसके अलावा, कच्चे माल की कमी के कारण, रूस अन्य एल्यूमीनियम अयस्कों का उपयोग करता है, जिनके भंडार निम्न गुणवत्ता वाले खनिज भंडार हैं। लेकिन वे अभी भी औद्योगिक उद्देश्यों के लिए उपयुक्त हैं। इस प्रकार, रूस में नेफलाइन अयस्कों का बड़ी मात्रा में खनन किया जाता है, जिससे एल्यूमीनियम प्राप्त करना भी संभव हो जाता है।

देश के दक्षिण में स्थित फ्रांसीसी शहर लेस बॉक्स डी प्रोवेंस, खनिज बॉक्साइट को अपना नाम देने के लिए प्रसिद्ध हो गया। यहीं 1821 में खनन इंजीनियर पियरे बर्थियर ने अज्ञात अयस्क के भंडार की खोज की थी। नई चट्टान की संभावनाओं की खोज करने और इसे एल्यूमीनियम के औद्योगिक उत्पादन के लिए आशाजनक मानने के लिए अनुसंधान और परीक्षण में 40 साल और लग गए, जो उन वर्षों में सोने की कीमत से अधिक था।

विशेषताएँ और उत्पत्ति

बॉक्साइट प्राथमिक एल्यूमीनियम अयस्क है। विश्व में अब तक उत्पादित लगभग सारा एल्युमीनियम इन्हीं से परिवर्तित किया गया है। यह चट्टान एक मिश्रित कच्चा माल है, जिसकी विशेषता एक जटिल और विषम संरचना है।

इसमें मुख्य घटक के रूप में एल्यूमीनियम ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड शामिल हैं। आयरन ऑक्साइड भी अयस्क बनाने वाले खनिज के रूप में काम करते हैं। और सबसे आम अशुद्धियों में से:

• सिलिकॉन (क्वार्ट्ज, काओलिनाइट और ओपल द्वारा दर्शाया गया);
• टाइटेनियम (रूटाइल के रूप में);
• कैल्शियम और मैग्नीशियम यौगिक;
• दुर्लभ पृथ्वी तत्व;
• अभ्रक;
• थोड़ी मात्रा में गैलियम, क्रोमियम, वैनेडियम, ज़िरकोनियम, नाइओबियम, फॉस्फोरस, पोटेशियम, सोडियम और पाइराइट।

मूल रूप से, बॉक्साइट लैटेरिटिक और कार्स्ट (तलछटी) होते हैं। पहले, उच्च-गुणवत्ता वाले, सिलिकेट चट्टानों (तथाकथित लैटराइजेशन) के गहरे रासायनिक परिवर्तन के परिणामस्वरूप आर्द्र उष्णकटिबंधीय जलवायु में बने थे। उत्तरार्द्ध निम्न गुणवत्ता के हैं; वे नई जगहों पर मिट्टी की परतों के अपक्षय, स्थानांतरण और जमाव का परिणाम हैं।

बॉक्साइट भिन्न-भिन्न होते हैं:

1. शारीरिक स्थिति (चट्टानी, मिट्टी जैसी, झरझरा, ढीली, मिट्टी जैसी)।
2. संरचना (टुकड़ों और मटर के रूप में)।
3. बनावट संबंधी विशेषताएं (सजातीय या स्तरित रचना के साथ)।
4. घनत्व (1800 से 3200 किग्रा/वर्ग मीटर तक भिन्न होता है)।

रासायनिक और भौतिक गुण

बॉक्साइट के रासायनिक गुणों में सामग्री की परिवर्तनशील संरचना से जुड़ी एक विस्तृत श्रृंखला होती है। हालाँकि, खनन किए गए खनिजों की गुणवत्ता मुख्य रूप से एल्यूमिना और सिलिका सामग्री के अनुपात से निर्धारित होती है। पहले की मात्रा जितनी अधिक होगी और दूसरे की मात्रा जितनी कम होगी, औद्योगिक मूल्य उतना ही अधिक होगा। खनन इंजीनियर तथाकथित "ब्रेकेबिलिटी" को एक महत्वपूर्ण रासायनिक विशेषता मानते हैं, यानी अयस्क सामग्री से एल्यूमीनियम ऑक्साइड को कितनी आसानी से निकाला जा सकता है।

इस तथ्य के बावजूद कि बॉक्साइट की कोई स्थिर संरचना नहीं है, इसके भौतिक गुण निम्नलिखित संकेतकों तक सीमित हैं:

1	रंग	भूरा, नारंगी, ईंट, गुलाबी, लाल; कम अक्सर ग्रे, पीला, सफेद और काला
2	नसों	आमतौर पर सफेद, लेकिन कभी-कभी वे लोहे की अशुद्धियों से रंगीन हो सकते हैं
3	चमक	नीरस और मिट्टीयुक्त
4	पारदर्शिता	अस्पष्ट
5	विशिष्ट गुरुत्व	2-2.5 किग्रा/सेमी³
6	कठोरता	मोह्स खनिज पैमाने पर 1-3 (तुलना के लिए, एक हीरे में 10 होता है)। इस कोमलता के कारण बॉक्साइट मिट्टी जैसा दिखता है। लेकिन बाद वाले के विपरीत, पानी मिलाने पर वे एक सजातीय प्लास्टिक द्रव्यमान नहीं बनाते हैं

दिलचस्प बात यह है कि बॉक्साइट की उपयोगिता और मूल्य से भौतिक स्थिति का कोई लेना-देना नहीं है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि उन्हें किसी अन्य सामग्री में संसाधित किया जाता है, जिसके गुण मूल चट्टान से काफी भिन्न होते हैं।

विश्व भंडार और उत्पादन

इस तथ्य के बावजूद कि एल्यूमीनियम की मांग लगातार बढ़ रही है, इसके प्राथमिक अयस्क के भंडार कई शताब्दियों तक इस आवश्यकता को पूरा करने के लिए पर्याप्त हैं, लेकिन उत्पादन के 100 वर्षों से कम नहीं।

अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण ने डेटा जारी किया है जिसके अनुसार दुनिया के बॉक्साइट संसाधनों की मात्रा 55-75 बिलियन टन है। इसके अलावा, उनमें से अधिकांश अफ्रीका (32%) में केंद्रित हैं। ओशिनिया में 23% हिस्सेदारी है कैरेबियनऔर दक्षिण अमेरिका 21%, एशियाई महाद्वीप 18%, अन्य क्षेत्र 6%।

एल्यूमीनियम रीसाइक्लिंग प्रक्रिया की शुरूआत भी आशावाद को प्रेरित करती है, जो प्राथमिक एल्यूमीनियम अयस्क के प्राकृतिक भंडार की कमी को धीमा कर देगी (और साथ ही ऊर्जा खपत को भी बचाएगी)।

उसी अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण द्वारा प्रस्तुत बॉक्साइट खनन में शीर्ष दस देश 2016 में इस तरह दिखे।

1	ऑस्ट्रेलिया	82 000
2	चीन	65 000
3	ब्राज़िल	34 500
4	भारत	25 000
5	गिनी	19 700
6	जमैका	8 500
7	रूस	5 400
8	कजाखस्तान	4 600
9	सऊदी अरब	4 000
10	यूनान	1 800

वियतनाम खुद को बहुत आशाजनक दिखा रहा है, 2016 को 1,500 हजार मीट्रिक टन के संकेतक के साथ समाप्त कर रहा है। लेकिन मलेशिया, जो 2015 में तीसरे स्थान पर था, ने सख्त पर्यावरण कानूनों की अपेक्षाओं के कारण बॉक्साइट विकास में तेजी से कमी की है और आज विश्व रैंकिंग में 15वें स्थान पर है।

बॉक्साइट का खनन आमतौर पर खुले गड्ढों में किया जाता है। एक कार्यशील प्लेटफॉर्म प्राप्त करने के लिए, अयस्क की एक परत को 20 सेंटीमीटर की गहराई पर विस्फोटित किया जाता है और फिर हटा दिया जाता है। खनिज के टुकड़ों को कुचल दिया जाता है और क्रमबद्ध किया जाता है: अपशिष्ट चट्टान (तथाकथित "पूंछ") को धोने के पानी की एक धारा के साथ धोया जाता है, और घने अयस्क के टुकड़े प्रसंस्करण संयंत्र के निचले भाग में रहते हैं।

रूस में सबसे प्राचीन बॉक्साइट भंडार प्रीकैम्ब्रियन युग का है। वे पूर्वी सायन पर्वत (बोकसनस्कॉय क्षेत्र) में स्थित हैं। मध्य और ऊपरी डेवोनियन काल का युवा एल्युमीनियम अयस्क, उत्तरी और उत्तरी भाग में पाया जाता है दक्षिणी यूराल, आर्कान्जेस्क, लेनिनग्राद और बेलगोरोड क्षेत्रों में।

औद्योगिक उपयोग

खनन किए गए बॉक्साइट को उनके बाद के व्यावसायिक उपयोग के अनुसार धातुकर्म, अपघर्षक, रसायन, सीमेंट, दुर्दम्य, आदि में विभाजित किया जाता है।

उनका मुख्य उपयोग, जो विश्व उत्पादन का 85% हिस्सा है, एल्यूमिना (एल्यूमीनियम ऑक्साइड) के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में काम करना है।

तकनीकी श्रृंखला इस तरह दिखती है: बॉक्साइट को कास्टिक सोडा के साथ गर्म किया जाता है, फिर फ़िल्टर किया जाता है, ठोस अवशेषों को अवक्षेपित और कैलक्लाइंड किया जाता है। यह उत्पाद- निर्जल एल्यूमिना, एल्यूमीनियम उत्पादन चक्र में अंतिम परिवर्तन।

फिर जो कुछ बचता है वह इसे पिघले हुए प्राकृतिक या सिंथेटिक क्रायोलाइट के स्नान में डुबोना है और, इलेक्ट्रोलाइटिक कमी के माध्यम से, धातु को अलग करना है।

1860 में इस तकनीक की खोज करने वाले पहले व्यक्ति फ्रांसीसी रसायनज्ञ हेनरी सेंट-क्लेयर डेविल थे। इसने एक महंगी प्रक्रिया का स्थान ले लिया जिसमें पोटेशियम और सोडियम से वैक्यूम में एल्यूमीनियम का उत्पादन किया जाता था।

बॉक्साइट के उपयोग का अगला महत्वपूर्ण क्षेत्र अपघर्षक के रूप में है।

जब एल्युमिना को कैलक्लाइंड किया जाता है, तो परिणाम सिंथेटिक कोरन्डम होता है, जो मोह पैमाने पर 9 की रेटिंग के साथ एक बहुत ही कठोर सामग्री है। इसे कुचला जाता है, अलग किया जाता है और फिर सैंडपेपर और विभिन्न पॉलिशिंग पाउडर और सस्पेंशन में मिलाया जाता है।

सिंटर्ड, पाउडर किया हुआ और गोल दानों में मिश्रित, बॉक्साइट भी एक उत्कृष्ट सैंडब्लास्टिंग अपघर्षक है। यह सतह के उपचार के लिए आदर्श है, और अपने गोलाकार आकार के कारण यह सैंडब्लास्टिंग उपकरण पर घिसाव को कम करता है।

बॉक्साइट का एक अन्य महत्वपूर्ण उद्देश्य हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग का उपयोग करके तेल उत्पादन की प्रक्रिया में प्रॉपेंट (एक ऐसी सामग्री जो विशेष रूप से निर्मित दोषों को बंद होने से रोकता है) के रूप में भाग लेना है। इस मामले में, उपचारित बॉक्साइट चट्टान के कण हाइड्रोलिक दबाव का विरोध करते हैं और तेल निकलने के लिए जब तक आवश्यक हो तब तक दरारों को खुला रहने देते हैं।

आग प्रतिरोधी उत्पाद बनाने के लिए बॉक्साइट भी अपरिहार्य है। जली हुई एल्यूमिना 1780 C तक तापमान का सामना कर सकती है। इस संपत्ति का उपयोग ईंटों और कंक्रीट के उत्पादन और धातुकर्म उद्योग, विशेष ग्लास और यहां तक ​​कि आग प्रतिरोधी कपड़ों के लिए उपकरणों के निर्माण के लिए किया जाता है।

निष्कर्ष

रसायनज्ञ और प्रौद्योगिकीविद् लगातार बॉक्साइट के लिए पर्याप्त विकल्प की तलाश में रहते हैं जो उनके गुणों में किसी से कमतर न हो। शोध से पता चला है कि एल्यूमिना का उत्पादन करने के लिए मिट्टी की सामग्री, बिजली संयंत्र की राख और तेल शेल का उपयोग किया जा सकता है।

हालाँकि, संपूर्ण तकनीकी श्रृंखला की लागत कई गुना अधिक है। सिलिकॉन कार्बाइड ने अपघर्षक के रूप में और सिंथेटिक मुलाइट ने दुर्दम्य के रूप में अच्छा प्रदर्शन किया है। वैज्ञानिकों को आशा है कि पूर्ण समाप्ति के समय से पहले प्राकृतिक संसाधनबॉक्साइट का समकक्ष प्रतिस्थापन पाया जाएगा।

एल्युमीनियम उत्पादन के लिए बॉक्साइट मुख्य अयस्क है। जमाव का निर्माण अपक्षय और सामग्री के स्थानांतरण की प्रक्रिया से जुड़ा है, जिसमें एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के अलावा, अन्य रासायनिक तत्व भी शामिल हैं। धातु निष्कर्षण तकनीक अपशिष्ट पैदा किए बिना लागत प्रभावी औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया प्रदान करती है।

अयस्क खनिज के लक्षण

एल्यूमीनियम खनन के लिए खनिज कच्चे माल का नाम फ्रांस के उस क्षेत्र के नाम से आया है जहां जमा पहली बार खोजा गया था। बॉक्साइट में एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड होते हैं, और इसमें अशुद्धियों के रूप में मिट्टी के खनिज, लौह ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड होते हैं।

द्वारा उपस्थितिबॉक्साइट एक पथरीली और आमतौर पर मिट्टी जैसी चट्टान है जो बनावट में एक समान या परतदार होती है। पृथ्वी की पपड़ी में घटना के रूप के आधार पर, यह सघन या छिद्रपूर्ण हो सकता है। खनिजों को उनकी संरचना के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:

• क्लैस्टिक - समूह, बजरी, बलुआ पत्थर, पेलिटिक;
• कन्क्रिशनरी - फलियां, ऑलिटिक।

समावेशन के रूप में चट्टान के अधिकांश भाग में लौह या एल्यूमिना ऑक्साइड की ऊलिटिक संरचनाएँ होती हैं। बॉक्साइट अयस्क आमतौर पर भूरे या ईंट रंग का होता है, लेकिन इसमें सफेद, लाल, भूरे और पीले रंग के भंडार भी पाए जाते हैं।

अयस्क निर्माण के लिए मुख्य खनिज हैं:

• प्रवासी;
• हाइड्रोगोइथाइट;
• गोइथाइट;
• बोहेमाइट;
• गिबसाइट;
• kaolinite;
• इल्मेनाइट;
• एलुमिनोहेमेटाइट;
• केल्साइट;
• साइडराइट;
• अभ्रक.

यहां प्लेटफॉर्म, जियोसिंक्लिनल और समुद्री द्वीपों के बॉक्साइट हैं। एल्युमीनियम अयस्क भंडार का निर्माण चट्टानों के अपक्षय उत्पादों के परिवहन, उसके बाद उनके जमाव और तलछट के निर्माण के परिणामस्वरूप हुआ।

औद्योगिक बॉक्साइट में 28-60% एल्यूमिना होता है। अयस्क का उपयोग करते समय, बाद वाले का सिलिकॉन से अनुपात 2-2.5 से कम नहीं होना चाहिए।

कच्चे माल का जमाव एवं निष्कर्षण

रूसी संघ में औद्योगिक एल्यूमीनियम उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल बॉक्साइट, नेफलाइन अयस्क और उनके सांद्रण हैं, जो कोला प्रायद्वीप पर केंद्रित हैं।

रूस में बॉक्साइट भंडार की विशेषता निम्न गुणवत्ता वाले कच्चे माल और कठिन खनन और भूवैज्ञानिक खनन स्थितियाँ हैं। राज्य के भीतर 44 खोजी गई जमाएँ हैं, जिनमें से केवल एक चौथाई का ही दोहन किया जाता है।

बॉक्साइट का मुख्य उत्पादन जेएससी सेवुरलबॉक्सीट्रूडा द्वारा किया जाता है। अयस्क कच्चे माल के भंडार के बावजूद, प्रसंस्करण उद्यमों की आपूर्ति असमान है। 15 वर्षों से, नेफलाइन और बॉक्साइट की कमी है, जिसके कारण एल्यूमिना का आयात होता है।

बॉक्साइट के विश्व भंडार उष्णकटिबंधीय और 18 देशों में केंद्रित हैं उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्र. उच्चतम गुणवत्ता वाले बॉक्साइट का स्थान आर्द्र परिस्थितियों में एलुमिनोसिलिकेट चट्टानों के अपक्षय के क्षेत्रों तक ही सीमित है। कच्चे माल की वैश्विक आपूर्ति का बड़ा हिस्सा इन्हीं क्षेत्रों में स्थित है।

सबसे बड़ा भंडार गिनी में केंद्रित है। अयस्क कच्चे माल के निष्कर्षण में ऑस्ट्रेलिया विश्व में अग्रणी है। ब्राजील में 6 अरब टन का भंडार है, वियतनाम में 3 अरब टन है, भारत में उच्च गुणवत्ता वाला बॉक्साइट भंडार 2.5 अरब टन है, इंडोनेशिया में 2 अरब टन है। अयस्क का बड़ा हिस्सा इन देशों की गहराई में केंद्रित है।

बॉक्साइट का खनन खुले और भूमिगत तरीकों से किया जाता है। कच्चे माल के प्रसंस्करण की तकनीकी प्रक्रिया इसकी रासायनिक संरचना पर निर्भर करती है और इसमें कार्य का चरण-दर-चरण निष्पादन शामिल होता है।

पहले चरण में, एल्यूमिना रासायनिक अभिकर्मकों के प्रभाव में बनता है, और दूसरे में, पिघले हुए फ्लोराइड नमक से इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा धातु घटक निकाला जाता है।

एल्युमिना बनाने के लिए कई विधियों का उपयोग किया जाता है:

• सिंटरिंग;
• हाइड्रोकेमिकल;
• संयुक्त.

विधियों का अनुप्रयोग अयस्क में एल्यूमीनियम की सांद्रता पर निर्भर करता है। निम्न गुणवत्ता वाले बॉक्साइट को जटिल तरीके से संसाधित किया जाता है। सिंटरिंग के परिणामस्वरूप प्राप्त सोडा, चूना पत्थर और बॉक्साइट के मिश्रण को घोल से निक्षालित किया जाता है। रासायनिक उपचार के परिणामस्वरूप बनने वाले धातु हाइड्रॉक्साइड को अलग किया जाता है और निस्पंदन के अधीन किया जाता है।

खनिज संसाधन का अनुप्रयोग

औद्योगिक उत्पादन की विभिन्न शाखाओं में बॉक्साइट का उपयोग इसकी खनिज संरचना में कच्चे माल की बहुमुखी प्रतिभा के कारण होता है और भौतिक गुण. बॉक्साइट एक अयस्क है जिससे एल्यूमीनियम और एल्यूमिना निकाला जाता है।

खुले चूल्हे वाले स्टील को गलाने पर फ्लक्स के रूप में लौह धातु विज्ञान में बॉक्साइट के उपयोग से सुधार होता है विशेष विवरणउत्पाद.

इलेक्ट्रोकोरंडम के उत्पादन में, बॉक्साइट के गुणों का उपयोग कम करने वाले एजेंट और लोहे के बुरादे के रूप में एन्थ्रेसाइट की भागीदारी के साथ इलेक्ट्रिक भट्टियों में गलाने के परिणामस्वरूप एक सुपर-प्रतिरोधी, आग प्रतिरोधी सामग्री (सिंथेटिक कोरंडम) बनाने के लिए किया जाता है।

कम लौह सामग्री वाले खनिज बॉक्साइट का उपयोग आग प्रतिरोधी, जल्दी सख्त होने वाले सीमेंट के निर्माण में किया जाता है। एल्यूमीनियम के अलावा, लोहा, टाइटेनियम, गैलियम, ज़िरकोनियम, क्रोमियम, नाइओबियम और टीआर (दुर्लभ पृथ्वी तत्व) अयस्क कच्चे माल से निकाले जाते हैं।

बॉक्साइट का उपयोग पेंट, अपघर्षक और शर्बत के उत्पादन के लिए किया जाता है। कम लौह सामग्री वाले अयस्क का उपयोग दुर्दम्य यौगिकों के निर्माण में किया जाता है।

उपलब्ध एक बड़ी संख्या कीएल्युमीनियम युक्त खनिज और चट्टानें, लेकिन उनमें से केवल कुछ का उपयोग एल्युमीनियम धातु प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। बॉक्साइट सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एल्यूमीनियम कच्चा माल है। , इसके अलावा, सबसे पहले, एक मध्यवर्ती उत्पाद - एल्यूमिना (अल 2 0 3) - अयस्कों से निकाला जाता है, और फिर इलेक्ट्रोलाइटिक तरीकों से एल्यूमिना से धात्विक एल्यूमीनियम प्राप्त किया जाता है। जैसा कि ए. आर. नेफलाइन-साइनाइट का उपयोग किया जाता है (नेफलाइन सीनाइट देखें) , साथ ही नेफलाइन-एपेटाइट चट्टानें, जो एक साथ फॉस्फेट के स्रोत के रूप में काम करती हैं। एलुनाइट चट्टानें एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए खनिज कच्चे माल के रूप में काम कर सकती हैं (एलुनाइट देखें) , ल्यूसाइट लावा (खनिज ल्यूसाइट), लैब्राडोराइट्स, एनोर्थोसाइट्स , उच्च-एल्यूमिना मिट्टी और काओलिन, कायनाइट, सिलिमेनाइट और एंडलुसाइट शैल्स।

पूंजीवादी और विकासशील देशों में, एल्यूमीनियम का उत्पादन करने के लिए व्यावहारिक रूप से केवल बॉक्साइट का उपयोग किया जाता है। यूएसएसआर में, बॉक्साइट के अलावा, उन्होंने महत्वपूर्ण अधिग्रहण किया व्यवहारिक महत्वनेफलाइन-साइनाइट और नेफलाइन-एपेटाइट चट्टानें।

बड़ा सोवियत विश्वकोश. - एम.: सोवियत विश्वकोश. 1969-1978 .

• एल्युमीनियम एकाधिकार
• एल्यूमीनियम मिश्र धातु

देखें अन्य शब्दकोशों में "एल्यूमीनियम अयस्क" क्या हैं:

एल्युमीनियम अयस्क- (ए. एल्युमीनियम अयस्क; एन. एल्युमीनियम अयस्क, एलुएर्जे; एफ. माइनरेज़ डी एल्युमीनियम; आई. मिनरल्स डी एल्युमीनियम) प्राकृतिक खनिज संरचनाएं जिनमें एल्युमीनियम ऐसे यौगिकों और सांद्रता में होता है, जिस पर उनके औद्योगिक गुण होते हैं। तकनीकी उपयोग... ... भूवैज्ञानिक विश्वकोश

एल्युमीनियम अयस्क - चट्टानों, एल्यूमीनियम उत्पादन के लिए कच्चा माल। मुख्य रूप से बॉक्साइट; एल्युमीनियम अयस्कों में नेफलाइन सिनाइट, एलुनाइट, नेफलाइन एपेटाइट चट्टानें आदि भी शामिल हैं... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

एल्यूमीनियम अयस्क- चट्टानें, एल्यूमीनियम उत्पादन के लिए कच्चा माल। मुख्य रूप से बॉक्साइट; एल्युमीनियम अयस्कों में नेफलाइन सिनाइट, एलुनाइट, नेफलाइन एपेटाइट चट्टानें आदि भी शामिल हैं। * * * एल्युमीनियम अयस्क एल्युमीनियम अयस्क, चट्टानें, उत्पादन के लिए कच्चा माल... ... विश्वकोश शब्दकोश

एल्यूमीनियम अयस्क- ऐसे यौगिकों और सांद्रता में अल युक्त अयस्क जिन पर उनका औद्योगिक उपयोग तकनीकी रूप से संभव और आर्थिक रूप से संभव है। सबसे आम अल कच्चे माल बॉक्साइट, एलुनाइट और हैं... ...

एल्युमीनियम अयस्क- सींग एल्युमीनियम उत्पादन के लिए चट्टानें, कच्चा माल। मुख्य में बॉक्साइट; ए. आर. को इसमें नेफलाइन सिएनाइट्स, एलुनाइट, नेफलाइन एपेटाइट चट्टानें आदि भी शामिल हैं... प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोश शब्दकोश

लौह धातु अयस्क- अयस्क जो विश्व कप का कच्चा माल आधार हैं; Fe, Mn और करोड़ अयस्कों सहित (देखें)। लौह अयस्कों, मैंगनीज अयस्क और क्रोम अयस्क); यह भी देखें: वाणिज्यिक अयस्क, साइडराइट अयस्क... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

अलौह धातु अयस्क- अयस्क जो सीएम के कच्चे माल हैं, जिनमें अल, पॉलीमेटेलिक (पीबी, जेएन और अन्य धातु युक्त), सीयू, नी, सीओ, एसएन, डब्ल्यू, मो, टीआई अयस्कों का एक विस्तृत समूह शामिल है। विशिष्ट विशेषताअलौह धातुओं के अयस्क, उनका जटिल... ... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

दुर्लभ पृथ्वी धातु अयस्क- प्राकृतिक खनिज संरचनाएं जिनमें दुर्लभ पृथ्वी धातुएं अपने स्वयं के खनिजों या कुछ अन्य खनिजों में आइसोमोर्फिक अशुद्धियों के रूप में होती हैं। Izv > 70 स्वयं के दुर्लभ पृथ्वी खनिज और लगभग 280 खनिज जिनमें दुर्लभ पृथ्वी धातुएँ शामिल हैं ... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

दुर्लभ धातु अयस्क- प्राकृतिक संरचनाएं जिनमें स्वतंत्र खनिजों के रूप में आरई या अन्य अयस्क और शिरा खनिजों में आइसोमोर्फिक अशुद्धियां उनके लाभदायक औद्योगिक निष्कर्षण के लिए पर्याप्त मात्रा में होती हैं। आरई को माना जाता है... ... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश

रेडियोधर्मी धातु अयस्क- ऐसे यौगिकों और सांद्रता में रेडियोधर्मी धातुओं (यू, थ, आदि) युक्त प्राकृतिक खनिज संरचनाएं जिन पर उनका निष्कर्षण तकनीकी रूप से संभव और आर्थिक रूप से संभव है। औद्योगिक महत्व... ... धातुकर्म का विश्वकोश शब्दकोश