Bauxit: Den vigtigste malm af aluminium.

Indhold

• Hvad er Bauxit?
• Hvad er Bauxites sammensætning?
• Fysiske egenskaber ved Bauxit
• Bauxit brugt til aluminiumsproduktion
• Brug af Bauxit som slibemidler
• Brug af Bauxit som et proppant
• Erstatninger til Bauxit
• Bauxit-lokaliteter

Bauxit fra Little Rock, Arkansas, med en pisolitisk vane og karakteristisk rødjernfarvning. Prøven er ca. 10 centimeter på tværs.

Hvad er Bauxit?

Mange mennesker er overrasket over at høre, at bauxit ikke er et mineral. Det er en klippe, der hovedsageligt består af aluminiumholdige mineraler. Det dannes, når laterit jordbund er stærkt udvasket af silica og andre opløselige materialer i et vådt tropisk eller subtropisk klima.

Bauxit er den primære malm af aluminium. Næsten alt aluminium, der nogensinde er blevet produceret, er ekstraheret fra bauxit. De Forenede Stater har et par små bauxitforekomster, men mindst 99% af den bauxit, der bruges i USA, importeres. De Forenede Stater er også en vigtig importør af aluminiummetal.

Hvad er Bauxites sammensætning?

Bauxit har ikke en specifik sammensætning. Det er en blanding af vandige aluminiumoxider, aluminiumhydroxider, lermineraler og uopløselige materialer såsom kvarts, hæmatit, magnetit, siderit og goethit. Aluminium mineraler i bauxit kan omfatte: gibbsite Al (OH)₃, boehmite AlO (OH) og, diaspore, AlO (OH).

Fysiske egenskaber ved Bauxit

Bauxit er typisk et blødt materiale med en hårdhed på kun 1 til 3 i Mohs-skalaen. Den er hvid til grå til rødbrun med en pisolitisk struktur, jordbunden glans og en lav tyngdekraft på mellem 2,0 og 2,5. Disse egenskaber er nyttige til identificering af bauxit; de har dog intet at gøre med bauxites værdi eller nytteværdi. Dette skyldes, at bauxit næsten altid forarbejdes til et andet materiale med fysiske egenskaber, der adskiller sig tydeligt fra bauxit.

Pisolitter i bauxit: Nærbillede af bauxitprøven på billedet øverst på siden. Dette foto viser detaljeret om pisolitterne.

Bauxit brugt til aluminiumsproduktion

Bauxit er den vigtigste malm af aluminium. Det første trin i produktion af aluminium er at knuse bauxit og rense den ved hjælp af Bayer-processen. I Bayer-processen vaskes bauxiten i en varm opløsning af natriumhydroxid, der udvask aluminium fra bauxiten. Aluminiumet udfældes ud af opløsning i form af aluminiumhydroxid, Al (OH)₃. Aluminiumhydroxid kalcineres derefter til dannelse af aluminiumoxid, Al₂O₃.

Aluminium smeltes fra aluminiumoxid ved hjælp af Hall-Heroult-processen. I Hall-Heroult-processen opløses aluminiumoxidet i et smeltet bad med kryolit (Na₃AlF₆). Smeltet aluminium fjernes fra opløsningen ved elektrolyse. Denne proces bruger en enorm mængde elektricitet. Aluminium produceres normalt, hvor strømomkostningerne er meget lave. Meget af det aluminium, der bruges i USA, produceres i Canada ved hjælp af vandkraft.

Bauxit uden pisolitter: Bauxit fra Demerara, Guyana. Nogle eksempler på bauxit har ikke de pisolitiske strukturer. Prøven er ca. 10 centimeter på tværs.

Brug af Bauxit som slibemidler

Kalcineret aluminiumoxid er en syntetisk korund, som er et meget hårdt materiale (9 på Mohs Hardness Scale). Kalcineret aluminiumoxid knuses, separeres efter størrelse og anvendes som slibemiddel. Sandpapir af aluminiumoxid, poleringspulvere og poleringsophæng er fremstillet af calcineret aluminiumoxid.

Sinteret bauxit bruges ofte som sandblæsning. Det produceres ved at knuse bauxit til et pulver og derefter smelte det til sfæriske perler ved en meget høj temperatur. Disse perler er meget hårde og meget holdbare. Perlerne sorteres derefter efter størrelse til brug i forskellige typer sandblæsningsudstyr og til forskellige sandblæsningsanvendelser. Deres runde form reducerer slid på leveringsudstyret.

Rock & Mineral Kits: Få et sten-, mineral- eller fossilsæt for at lære mere om jordmaterialer. Den bedste måde at lære om klipper på er at have eksemplarer tilgængelige til test og undersøgelse.

Brug af Bauxit som et proppant

Sintret bauxit bruges også som et oliefeltforplantningsmiddel. Ved boring efter olie og naturgas bruges reservoirberg ofte ved at pumpe væsker ind i brønden under meget høje tryk. Trykket bygger sig op til meget høje niveauer, der får skiferreservoirets sten til at gå i stykker. Når der opstår brud, løber vand og suspenderede partikler kendt som "proppanter" ind i brudene og skubber dem åbne. Når pumperne er slukket, lukkes brudene og fanger proppantpartiklerne i reservoiret. Hvis der forbliver et tilstrækkeligt antal knusebestandige partikler i reservoiret, bliver "brud" åbnet, hvilket giver mulighed for en strøm af olie eller naturgas ud af klipperne og ind i brønden. Denne proces kaldes hydraulisk brud.

Pulveriseret bauxit kan smeltes i små perler ved meget høje temperaturer. Disse perler har en meget høj knusemodstand, og det gør dem egnede som et støttemiddel. De kan produceres i næsten enhver størrelse og i en række specifik tyngdekraft. Perlernes specifikke tyngdekraft og deres størrelse kan tilpasses viskositeten af ​​det hydrauliske brudfluid og størrelsen på brud, som forventes at udvikle sig i klippen. Fremstillede proppanter tilvejebringer et bredt udvalg af kornstørrelse og specifik tyngdekraft sammenlignet med en naturlig proppant kendt som frac sand.

Erstatninger til Bauxit

Verdensbauxitressourcer er tilstrækkelige til årtiers produktion til de nuværende priser. Andre materialer kunne bruges i stedet for bauxit til aluminiumoxidproduktion. Lermineraler, alunit, anorthosit, kraftværksaske og olieskifer kunne bruges til at producere aluminiumoxid, men til højere omkostninger ved anvendelse af forskellige processer. Siliciumcarbid og syntetisk korund bruges undertiden i stedet for bauxitbaserede slibemidler. Syntetisk mullit og magnesiumoxid fremstillet af magnesit bruges undertiden i stedet for bauxitbaserede ildfaste stoffer.

Bauxit-lokaliteter

Bauxit findes i overflod mange steder i verden. I 2017 var de ti førende bauxitproducerende lande: Australien, Kina, Brasilien, Indien, Guinea, Jamaica, Rusland og Kasakhstan. Hvert af disse lande har reserver nok til mange års fortsat produktion. Nogle har reserver til over 100 års produktion.

De Forenede Stater har små mængder bauxit i Arkansas, Alabama og Georgien; der er dog meget lidt minedrift af bauxit i USA, og mindst 99% af forbruget importeres.