المحتوى
- ما هو البوكسيت؟
- ما هو تكوين البوكسيت؟
- الخصائص الفيزيائية للبوكسيت
- البوكسيت المستخدمة لإنتاج الألومنيوم
- استخدام البوكسيت كمادة كاشطة
- استخدام البوكسيت كدعم
- بدائل البوكسيت
- محليات البوكسيت
البوكسيت من ليتل روك ، أركنساس ، والتي تظهر عادة السياسة والحركة وتلطيخ الحديد الأحمر. العينة حوالي 4 بوصات (10 سم) عبر.
ما هو البوكسيت؟
فوجئ الكثير من الناس عندما علموا أن البوكسيت ليس معدنًا. إنه صخرة تتكون أساسا من المعادن الحاملة للألمنيوم. تتشكل عندما تتسرب التربة اللاحقة بشدة من السيليكا والمواد القابلة للذوبان الأخرى في مناخ استوائي أو شبه استوائي رطب.
البوكسيت هو خام الألمنيوم الأساسي. تقريبا كل الألومنيوم الذي تم إنتاجه على الإطلاق تم استخلاصه من البوكسيت. يوجد في الولايات المتحدة عدد قليل من رواسب البوكسيت الصغيرة ، لكن يتم استيراد 99٪ على الأقل من البوكسيت المستخدم في الولايات المتحدة. الولايات المتحدة هي أيضا مستورد رئيسي لمعدن الألومنيوم.
ما هو تكوين البوكسيت؟
لا يحتوي البوكسيت على تركيبة محددة. إنه مزيج من أكاسيد الألومنيوم المائي ، وهيدروكسيدات الألومنيوم ، والمعادن الطينية ، والمواد غير القابلة للذوبان مثل الكوارتز والهيماتيت والمغنتيت والسدريت والجويتيت. يمكن أن تشمل معادن الألمنيوم في البوكسيت ما يلي: gibbsite Al (OH)3، boehmite AlO (OH) ، و diaspore ، AlO (OH).
الخصائص الفيزيائية للبوكسيت
البوكسيت هو عادة مادة لينة مع صلابة من 1 إلى 3 فقط على مقياس موس. من الأبيض إلى الرمادي إلى البني المحمر بهيكل سياسي ، ولمعان ترابي وخطورة محددة منخفضة تتراوح بين 2.0 و 2.5. هذه الخصائص مفيدة لتحديد البوكسيت. ومع ذلك ، فإنها لا علاقة لها قيمة البوكسيت أو فائدة. وذلك لأن البوكسيت يتم معالجته دائمًا في مادة أخرى ذات خواص فيزيائية تختلف اختلافًا واضحًا عن البوكسيت.
البيزوليت في البوكسيت: عرض عن قرب لعينة البوكسيت في الصورة أعلى الصفحة. تظهر هذه الصورة تفاصيل pisolites.
البوكسيت المستخدمة لإنتاج الألومنيوم
البوكسيت هو خام الألمنيوم الرئيسي. الخطوة الأولى في إنتاج الألمنيوم هي سحق البوكسيت وتنقيته باستخدام عملية باير. في عملية Bayer Process ، يتم غسل البوكسيت في محلول ساخن من هيدروكسيد الصوديوم ، الذي يرشح الألومنيوم من البوكسيت. ترسب الألومنيوم خارج المحلول في شكل هيدروكسيد الألومنيوم ، Al (OH)3. ثم يتم تحميص هيدروكسيد الألومنيوم لتشكيل الألومينا ، Al2O3.
يتم صهر الألومنيوم من الألومينا باستخدام عملية Hall-Heroult. في عملية Hall-Heroult ، يتم إذابة الألومينا في حمام مصهور من الكريوليت (Na3مؤسسة آنا ليند6). تتم إزالة الألومنيوم المصهور من الحل عن طريق التحليل الكهربائي. تستخدم هذه العملية كمية هائلة من الكهرباء. عادة ما يتم إنتاج الألومنيوم حيث تكون تكاليف الكهرباء منخفضة للغاية. يتم إنتاج الكثير من الألومنيوم المستخدم في الولايات المتحدة في كندا باستخدام الطاقة الكهرومائية.
البوكسيت بدون بيزوليت: البوكسيت من ديميرارا ، غيانا. بعض عينات البوكسيت لا تملك الهياكل السياسية. العينة حوالي 4 بوصات (10 سم) عبر.
استخدام البوكسيت كمادة كاشطة
الألومينا المكلس هو اكسيد الالمونيوم ، وهو مادة صلبة للغاية (9 على مقياس صلابة موس). يتم تكسير الألومينا المكلس ، ويفصل بينها حجم ، ويستخدم كشط. صنفرة أكسيد الألومنيوم ، ومساحيق التلميع ، ومعلقات التلميع مصنوعة من الألومينا المكلس.
وغالبا ما يستخدم البوكسيت الملبد كمادة كاشطة لتفجير الرمال. يتم إنتاجه عن طريق سحق البوكسيت إلى مسحوق ثم دمجه في حبات كروية عند درجة حرارة عالية جدًا. هذه الخرزات هي صعبة للغاية ودائم للغاية. ثم يتم فرز الخرز حسب الحجم لاستخدامه في أنواع مختلفة من معدات السفع الرملي ولتطبيقات السفع الرملي المختلفة. شكلها المستدير يقلل من تآكل معدات التوصيل.
مجموعات الصخور والمعادن: احصل على مجموعة صخرية أو معدنية أو أحفورية لمعرفة المزيد عن مواد الأرض. أفضل طريقة للتعرف على الصخور هي إتاحة عينات للاختبار والفحص.
استخدام البوكسيت كدعم
يستخدم البوكسيت الملبد أيضًا كدعم لحقول النفط. في الحفر للنفط والغاز الطبيعي ، يتم تكسير صخرة الخزان غالبًا عن طريق ضخ السوائل في البئر تحت ضغوط عالية جدًا. يتراكم الضغط إلى مستويات عالية جدًا تتسبب في كسر صخور خزان الصخر الزيتي عند حدوث التكسير ، يندفع الماء والجزيئات المعلقة المعروفة باسم "المواد الداعمة" إلى الكسور ويدفعها مفتوحة. عند إيقاف تشغيل المضخات ، يتم إغلاق الكسور ، محاصرة جزيئات مادة الدعم في الخزان. إذا بقي عدد كافٍ من الجزيئات المقاومة للسحق في الخزان ، فسيتم "فتح" الكسور ، مما يسمح بتدفق الزيت أو الغاز الطبيعي من الصخور إلى البئر. تُعرف هذه العملية بالتكسير الهيدروليكي.
يمكن دمج البوكسيت المسحوق في خرز صغيرة في درجات حرارة مرتفعة للغاية. تتمتع هذه الخرزات بمقاومة سحق عالية جدًا ، مما يجعلها مناسبة كدعم. يمكن إنتاجها بأي حجم تقريبًا وفي نطاق من الثقل النوعي. يمكن مطابقة الثقل النوعي للخرز وحجمها بلزوجة مائع التكسير الهيدروليكي وحجم الكسور المتوقع حدوثها في الصخر. توفر مواد الدعم المُصنَّعة تشكيلة واسعة من حجم الحبوب والوزن النوعي مقارنةً بمواد الدعم الطبيعية المعروفة باسم رمل فراك.
بدائل البوكسيت
موارد البوكسيت العالمية كافية لعقود من الإنتاج بالمعدلات الحالية. يمكن استخدام مواد أخرى بدلاً من البوكسيت لإنتاج الألومينا. يمكن استخدام معادن الطين ، والألونايت ، والأنورثوسيت ، ورماد محطة توليد الكهرباء ، والصخر الزيتي لإنتاج الألومينا ولكن بتكاليف أعلى ، باستخدام عمليات مختلفة. أحيانا يتم استخدام كربيد السيليكون وأكسيد الالمونيوم بدلا من المواد الكاشطة القائمة على البوكسيت. يتم استخدام الموليت الصناعي وأكسيد المغنسيوم المصنوعان من المغنسيت في بعض الأحيان بدلاً من الحراريات القائمة على البوكسيت.
محليات البوكسيت
تم العثور على البوكسيت في وفرة في العديد من المواقع في جميع أنحاء العالم. في عام 2017 ، كانت البلدان العشرة الأولى المنتجة للبوكسيت هي: أستراليا ، الصين ، البرازيل ، الهند ، غينيا ، جامايكا ، روسيا ، وكازاخستان. كل من هذه البلدان لديها احتياطيات كافية لسنوات عديدة من الإنتاج المستمر. بعض لديها احتياطيات لأكثر من 100 سنة من الإنتاج.
تحتوي الولايات المتحدة على كميات صغيرة من البوكسيت في أركنساس وألاباما وجورجيا. ومع ذلك ، هناك القليل جدا من استخراج البوكسيت في الولايات المتحدة ، ويتم استيراد ما لا يقل عن 99 ٪ من الاستهلاك.