Increíble mineral bauxita. piedra de bauxita

14.10.2019

La composición mineralógica y química determina la capacidad de apertura (extracción de Al2O3 de la bauxita); consumo de álcali; temperatura, tiempo de lixiviación; concentración de soluciones de Na2Ok; método de procesamiento de bauxita; estructura, densidad, dureza, contenido de humedad de la bauxita, etc.
La dureza de la bauxita determina el consumo de energía para triturar y moler la bauxita. Las bauxitas de baja dureza se pueden triturar/moler en una etapa, las más duras, en dos etapas.
La humedad afecta el proceso de molienda y el transporte de bauxita en invierno. La bauxita con mucha humedad puede obstruir los equipos (trituradoras, cribas, etc.) debido a la adhesión de la masa de bauxita a las superficies de trabajo. La congelación dificulta mucho la descarga de bauxita de los vagones de ferrocarril. La bauxita se congela en grandes trozos monolíticos, cuya descarga y trituración requiere mano de obra.
La composición química determina la calidad de la bauxita, el módulo de silicio, el consumo de bauxita para la producción de 1 tonelada de alúmina, la pérdida de álcali por 1 tonelada de alúmina, el método de procesamiento de la bauxita, el rendimiento de lodo rojo, las condiciones. para almacenar y transportar bauxita.
Las bauxitas de apertura de pozo son aquellas cuya extracción de alúmina en solución es próxima o igual a la teórica:

donde ηt es la extracción teórica de alúmina (rendimiento teórico); Al2O3(B), SiO2(B) - contenido de componentes en bauxita, % (en peso); Y es el número de moles de SiO2 unidos con 1 mol de Al2O3 en el lodo rojo.
La extracción teórica de alúmina muestra la relación entre la cantidad de alúmina que ha pasado a la solución durante un cierto período de tiempo y su cantidad en la bauxita original.
Para calcular la extracción real de alúmina, partimos de la condición de que el Fe2O3 de la bauxita permanezca completamente en fase sólida durante la lixiviación. En este caso, la extracción química (rendimiento real) de Al2O3 en la solución durante la lixiviación o el grado de extracción se calcula mediante la fórmula

En relación con las bauxitas bajas en hierro, se obtienen resultados más precisos al calcular la extracción no con Fe2O3, sino con SiO2.
El rendimiento químico es inferior al teórico, ya que el residuo de lixiviación (lodo rojo) siempre contiene alguna cantidad de alúmina sin lixiviar en forma de hidróxidos, corindón, aluminoferrita, etc.
La fragilidad de la bauxita está determinada principalmente por su composición mineralógica, la estructura y densidad de la roca, así como por la presencia de impurezas. Estos factores determinan la diferencia entre la extracción teórica y real de Al2O3 en solución. Esta diferencia suele estar entre el 2 y el 8%.
Las bauxitas de diáspora se encuentran entre las más difíciles de abrir, mientras que las bauxitas de gibbsita se encuentran entre las más fáciles de abrir.
Según su actividad química, los hidróxidos y óxidos de aluminio se ordenan en la siguiente secuencia:

gibbsita (hidrargilita) → boehmita → diáspora → alúmina → corindón.

Esto está relacionado con la tecnología de procesamiento de la bauxita, en particular con la elección de las condiciones de lixiviación. La temperatura de lixiviación más baja de la bauxita gibbsita está determinada por el hecho de que la gibbsita se disuelve bien en una solución alcalina a una temperatura de 95-105 °C y Na2Ok = 100-200 g/l (a presión atmosférica), boehmita - a 150-230 ° C y Na2Ok = 200 -250 g/l (Pu = 1,4-2,9 MPa), y la diáspora se disuelve a una temperatura de 230-240 °C y Na2Ok = 250-300 g/l (Pu = 2,8-3 MPa) .
La bauxita densa, en forma de jaspe, que casi no tiene poros, se lixivia mucho más lentamente que los minerales sueltos y porosos. Se ha establecido que las impurezas orgánicas de la bauxita (soluble en benceno) reducen la lixiviabilidad de las bauxitas en diáspora, lo que aparentemente se debe a su capacidad envolvente. Los efectos nocivos de estas impurezas se pueden eliminar aumentando la dosis de cal.
El peso del lodo que se forma después de la lixiviación de bauxita está determinado por la fórmula

donde Q(B) es la cantidad de bauxita suministrada para lixiviación; Fe2O3 - Contenido de Fe2O3 en bauxita y lodos, respectivamente.
El rendimiento de lodo rojo η está determinado por la fórmula

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La bauxita es la materia prima más importante para la producción de alúmina.
La bauxita es una roca formada principalmente por óxidos hidratados de aluminio, hierro y pequeñas cantidades de óxidos de silicio, titanio y algunos otros elementos, así como aluminosilicatos hidratados. Las bauxitas, según su origen, se dividen en dos grupos principales, residuales y sedimentarias. Las bauxitas residuales se forman durante el proceso de meteorización laterítica de sienitas, granitos, dioritas, basaltos, doleritas, lutitas cristalinas, arcillas, así como durante la lixiviación de. calizas.
La lateritización es el proceso de meteorización de rocas de aluminosilicato en condiciones de topografía nivelada, clima cálido con períodos lluviosos y secos alternados. Este proceso implica la descomposición de los aluminosilicatos, la eliminación del ácido silícico, la formación y acumulación de hidratos libres de aluminio y. óxidos de hierro. Las bauxitas típicas de laterita son desconocidas en Rusia. Están muy extendidas en zonas tropicales y subtropicales.
Las bauxitas sedimentarias se formaron en lagunas marinas costeras, lagos continentales y valles fluviales debido a soluciones, suspensiones y compuestos coloidales de aluminio, hierro, titanio y muchos otros elementos transportados por ríos y aguas subterráneas.
La característica de las bauxitas es el estado criptocristalino y, a menudo, amorfo de la mayoría de los minerales incluidos en su composición. Muchas formas minerales están representadas por hidrogeles endurecidos simples y complejos. El color de la bauxita varía desde casi blanco hasta rojo oscuro y negro. Las bauxitas tienen estructuras de frijol, oolíticas, de coágulos, de grano fino y porosas. A menudo se encuentran bauxitas de diferentes estructuras en depósitos cercanos entre sí.
Además de algunas variedades, apariencia, sin métodos especiales de estudio (en secciones delgadas, mediante análisis químicos, térmicos diferenciales y de rayos X), las bauxitas son difíciles de determinar. La dureza de la bauxita varía mucho y está determinada por su composición y estructura mineralógica. Las bauxitas se caracterizan por una porosidad significativa, que a veces se vuelve cavernosa, lo que determina su importante contenido de humedad.
Se encontraron 42 elementos químicos en las bauxitas, incluidos diez (O, H, C, Al, Si, Ti, Ca, Mg, Fe y S) que se encuentran en las bauxitas. las cantidades más grandes y el contenido de cada uno de ellos supera el 1%, se incluyen cinco elementos (P, V, Cr, Na y K) en cantidades hasta el 1%, el contenido de los elementos restantes no supera el 0,1% (Cu, Zn, Zr , Ca, Co, Mn, Ge, Sr, Be, Ba, U, Th).
La composición química de la bauxita varía ampliamente tanto en diferentes depósitos como dentro de un mismo depósito.
La composición mineralógica de la bauxita es muy compleja. Contienen alrededor de 100 minerales. Sin embargo, dependiendo del tipo de bauxita, los siguientes tienen importancia en la formación de rocas: diáspora, boehmita, hidrargilita o gibbsita, caolinita, cloritas, calcita, siderita, hematita, goetita y pirita.
Normalmente, la bauxita contiene dos minerales de óxido de aluminio.
Según el grado de hidratación del óxido de aluminio, la bauxita se divide en:
1) poca agua - corindón,
2) agua única: diaspórica y boehmita,
3) tres hidratos: hidrargilita o gibbsita.
Los tamaños de los depósitos son sumamente diferentes y están determinados por el tamaño de las cuencas de acumulación, el carácter erosionado de la zona y, en menor medida, dependen de su génesis. Máximo longitud conocida El depósito alcanza una longitud de rumbo de 10 km y un ancho de 2 km. La mayor parte está cubierta por bauxita residual de origen laterítico. El espesor de los depósitos sin protuberancias ni bolsas suele ser de unos 5 m.
El espesor de las bolsas en depósitos laminares alcanza los 65 m, y en los depósitos ubicados en piedra caliza, hasta 250 m. Las reservas de depósitos individuales de todo tipo no suelen superar los 20-25 millones de toneladas. La estructura de los depósitos depende de la génesis. del depósito. La estructura más simple se encuentra en depósitos sedimentarios de origen lagunar, que se encuentran entre calizas. Normalmente tienen un contacto superior plano y un contacto inferior extremadamente sinuoso. Estos depósitos se caracterizan por una calidad constante en ancho, rumbo y espesor. Los depósitos más complejos son sedimentarios y mixtos, de origen lacustre-pantanal. Suelen representar varias capas de bauxita intercaladas con bauxita y arcillas ordinarias.
Los depósitos de lagos, pantanos y valles se caracterizan por la zonalidad de su estructura. Los depósitos de algunos depósitos tienen la forma de lentes de estructura zonal escamosa o concéntrica (cuenca de Tikhvin).
La industria impone una serie de requisitos a la bauxita como materia prima para la producción de alúmina. En Rusia, estos requisitos están determinados por la norma estatal GOST 972-50 (Tabla 1).

2. Para la bauxita destinada a la producción de alúmina, se establecen los siguientes límites de contenido de azufre: para bauxita de grados B-1, B-2, B-7, B-8: no más del 0,7%; para bauxita de grados B-3, B-5, B-4: no más del 1,0%.
3. La bauxita de los grados B-1, B-2, B-7 y B-8 se produce según el contenido de dióxido de carbono, en dos grados: el primer grado, con un contenido de dióxido de carbono de hasta el 1,3%, el segundo grado - con un contenido de dióxido de carbono superior al 1,3% en peso de bauxita seca.
4. En la bauxita destinada a la producción de alúmina por sinterización (grados B-3, B-4, B-5), se permite un contenido reducido de óxido de aluminio debido a un aumento en el contenido de carbonato de calcio.
5. En la bauxita destinada a la producción de electrocorindón, se establece el siguiente contenido de óxido de calcio: para bauxita de grados BV y V-O - no más del 0,5%, para bauxita de grado B-1 - no más del 0,8%. Contenido de azufre no superior al 0,3%.
6. En la bauxita destinada a la producción a cielo abierto, el contenido de azufre no debe exceder el 0,2% y el contenido de fósforo no debe exceder el 0,6% basado en P2O6.
7. En la bauxita destinada a la producción de refractarios fundidos, el contenido de óxido de calcio no debe exceder el 1,5% y el contenido de azufre no debe exceder el 0,5%.
8. En la bauxita destinada a la producción de cemento aluminoso, el contenido de azufre no deberá exceder el 0,5%.

Depósitos de bauxita en Rusia

Las bauxitas se descubrieron por primera vez en Rusia en 1916 (Tikhvinskoye). A principios de los años 30 se descubrió bauxita en los Urales del Norte. A esto le siguió una serie de hallazgos de bauxita en varias partes Rusia.
Actualmente, podemos hablar de las siguientes regiones de Rusia productoras de bauxita:
1 Ural del Norte: bauxitas del tipo boehmita-diáspora, tienen una composición promedio de 51,0-57,0% AbO3, 2,5-8,5% SiO2, 20,0-22,0% Fe2O3, 2,5-3,0% TiO2. Las variedades que contienen pirita son comunes y contienen entre un 6 y un 8% de azufre.
2 Ural del Sur: bauxitas del tipo boehmita-diáspora, tienen una composición promedio: 48,0-60,0% Al2O3, 5,0-12,0% SiO2, 18,0-20,0% Fe2O3, 2,5-3,0% TiO2. Existen variedades que contienen pirita.
3. Ural medio: las bauxitas del tipo hidrargilita tienen una composición media: 33,0-39,0% Al2O3, 6-8% SiO2, 15,0-20,0% Fe2O3, 3,0-4,0 TiO2. Existen variedades que contienen Fe2O3 en forma de siderita.
4. Yenisei: las bauxitas del tipo hidrargilita tienen una composición media. 32,0-46,0 % Al2O2, 6,0-10,0 % SiO2, 25-35 % Fe2O3, 4,8-5,5 % TiO2. Hay variedades que contienen corindón junto con hidrargilita.
5. Noroeste: las bauxitas del tipo hidrargilita-boehmita tienen una composición promedio de 39,0-46,0% AbO3, 8-15% SiO2, 14.C-16,0% Fe2O3, 2,0-3,0% TiO2.
6. Norte de Kazajstán: las bauxitas del tipo hidrargilita tienen una composición media: 40,0-50,0% Al2O3, 5,0-15,0% SiO2, 10,0-12,0% Fe2O3, 2,3-2,5% TiO2. Son comunes las variedades donde se encuentra la mayor cantidad de hierro. está en forma de siderita.
Además, en Rusia se conoce bauxita de baja calidad que no cumple con los requisitos de GOST:
1. Onega - bauxitas del tipo hidrargilita-boehmita.
2. Sayan: bauxitas del tipo boehmita-diáspora, etc.

Depósitos de bauxita de países extranjeros.

EE.UU. Aunque el país ocupa el primer lugar en la producción de aluminio metálico, la industria estadounidense de la alúmina depende en gran medida de las importaciones. Por ejemplo, en 1960 se importó bauxita a los Estados Unidos desde: Suriname, 3.317.240 toneladas; Jamaica 4.257.040 toneladas y Guayana Británica 335.280 toneladas.
La bauxita en los EE.UU. se descubrió en el estado de Georgia en 1883. Se conocen dos zonas portadoras de bauxita. Arkansas central y los estados del sureste de Georgia, Alabama, Mississippi, Tennessee y Virginia.
Las bauxitas diaslóricas, que no se consideran materias primas de alúmina en los Estados Unidos, se conocen en Pensilvania y Missouri.
Las reservas de bauxita (en 1950) son: Arkansas - 39 millones de toneladas, Alabama - 700 mil toneladas, Georgia - 1 millón de toneladas, Pensilvania - 5 millones de toneladas. En 1957 se extrajeron 1.437.000 toneladas, de las cuales 9/10 - de depósitos en. Arkansas. Composición promedio de la bauxita de Arkansas: 56-59% Al2O3, 5-8% SiO2, 2-6% Fe2O3, 29-31% p.p.
Canadá- el segundo productor mundial de aluminio. No tiene depósitos propios. La bauxita se importa de la Guayana Británica, Surinam y los Estados Unidos. En 1956, se importaron al Canadá 2.159.000 toneladas de bauxita.
Jamaica. Una franja de yacimientos se extiende por toda la isla de este a oeste. El volumen de los yacimientos oscila entre varios miles de toneladas y muchos millones de toneladas, con un promedio de 500 mil toneladas. Las reservas totales ascendieron a unos 600 millones de toneladas. La producción en 1952 fue de 420.000 g. , y en 1960 ya alcanzó la composición media de 5.836.920 toneladas. 46-50% Al2O3, 0,4-3,5% SiO2, 17-23% Fe2O3. La bauxita se exporta principalmente. Hay dos refinerías de alúmina en Jamaica. Uno en Kirchwann con una capacidad de 550.000 toneladas al año y el otro en la región de St. Catherine con una capacidad de 250.000 toneladas.
Guayana Británica. Los principales depósitos se encuentran a lo largo del río. Demerera, entre Christianburg y Akima, a lo largo del río. Esquibo, a lo largo del río. Berbays y su río afluente. Ituni. El significado de los depósitos es muy diferente. Las reservas se estiman en 65-100 millones de toneladas. La explotación comenzó en 1914. En 1960 se produjeron 2.510.730 toneladas. Composición media: 50-61% Al2O3, 3-12% SiO2, 1,0-2,5% Fe2O3. En la zona de Mekenzi se construyó una planta de alúmina con una capacidad de 230.000 toneladas al año.
Surinam. La bauxita fue descubierta en 1915. Los principales depósitos se encuentran a lo largo de los ríos Kottika y Surinam. El depósito más grande es Moengro. Las bauxitas representan depósitos superficiales (coberturas en las cimas de colinas bajas). Las reservas totales se determinan en 50-100 millones de toneladas. Composición: 55-57% Al2O3, 2-3% SiO2, 8-12% Fe2O3, 30-31% p.p. La explotación comenzó en 1922. La producción en 1951 fue de 2.699.000 toneladas y en 1960 ya fue de 3.454.400 toneladas. Está prevista la construcción de plantas de alúmina y aluminio.
Brasil. Los depósitos de bauxita se encuentran en muchas partes del país, pero los más grandes se encuentran en la meseta de Pozos de Caldos. Las reservas se estiman en unos 200 millones de toneladas.
En 1960, la producción ascendía a sólo 99.000 toneladas. Composición de bauxita: 45-65% Al2O3, 2-20% SiO2, 0,3-10% Fe2O3.
Islas hawaianas. Se conocen depósitos de bauxita en muchas islas del archipiélago. Bauxita de tipo hidrargilita. Las reservas totales se estiman en 600 millones de g. Composición: 40-46% Al2O3, 2% SiO2, 35-40% Fe2O3.
Ghana. Los depósitos representan una franja que se extiende paralela a la costa del océano, entre 100 y 150 km hacia el interior del continente. Las cuatro zonas más interesantes son Ncisreso, Affo (Sefwi-Bekwai), Yenakhin y las montañas Yehuanojoya. La región de Yenakhin tiene las mayores reservas: 168 millones de toneladas, en Affo hay alrededor de 32,5 millones de toneladas, en las montañas de Eyuanahem, 4 millones de toneladas. Composición: 51% Al2O3, 1-1,5% SiO2, 19% Fe2O3, 1,5% TiO2.
La bauxita se exporta a Inglaterra. En 1960, la producción fue de 191.008 toneladas. La presencia de grandes recursos hidroeléctricos permite organizarse. gran producción aluminio Ha comenzado la construcción de una planta con una capacidad de 210.000 toneladas de aluminio al año.
República de Guinea. Se conocen depósitos de bauxita en varios lugares de la república, pero la minería se realiza únicamente en la isla de Los. Bauxita de tipo hidrargilita. Composición: 51% Al2O3, 6% SiO2, 11% Fe2O3.
Las reservas posibles se estiman en aproximadamente mil millones de toneladas. La producción en 1960 ascendió a 1.377.696 toneladas, de las cuales 385.000 toneladas se exportaron a Canadá.
En 1960 se inauguró una refinería de alúmina con una capacidad de 480.000 toneladas al año.
Indonesia. La bauxita es conocida en muchas islas: Bintan, Banka, Batam, Singkap. Los más importantes se encuentran en la isla. Bintan tiene reservas de 23 millones de toneladas. Las reservas totales de bauxita son de unos 30 millones de toneladas.
Composición de bauxita: 53-55% Al2O3, 4% SiO2, 9-13% Fe2O3. Todo el mineral extraído se exporta. Está previsto construir en Sumatra Oriental una fundición de aluminio con una capacidad de 10.000 toneladas al año.
India. Las principales reservas se concentran en los estados de Bihar, Madhcha Pradesh, Orissa, Madrás, Bombay, Jami y Cachemira. Las reservas totales superan los 250 millones de toneladas, de las cuales sólo 27 millones de toneladas son bauxitas de alta calidad del tipo hidrargilita, excepto en Cachemira, que son diaspóricas.
Composición de la bauxita de hidrargilita: 56-68% Al2O3, 0,3-7,0% SiO2, 0,3-6,0% Fe2O3, 1-10% TiO2.
Composición de la bauxita de diáspora: 79% Al2O3, ~1% SiO2, 2,1% Fe2O3.
Australia. Los depósitos de bauxita se descubrieron en 1952 en la parte norte del continente y se encuentran en varios otros lugares. Bauxita de tipo hidrargilita. La composición media es 46% Al2O3, 5-6% SiO2. Las posibles reservas se estiman en más de mil millones de toneladas.
Francia. La bauxita fue descubierta en 1821. Los depósitos se encuentran en los departamentos de Var, Bocas del Ródano, Hérault, Pirineos Orientales y Ariège y se extienden aproximadamente paralelos a la costa mediterránea. Las principales reservas se encuentran en el departamento de Bap, que es el principal productor de bauxita y aporta 6/7 de la producción total de Francia. Las reservas probadas son de 20 millones de toneladas, las reservas probables son de 40 millones de toneladas. El principal tipo de bauxita es la boehmita. La bauxita extraída tiene una composición. 51-58% Al2O3, 3,5-5,5% SiO2, 18-25% Fe2 O3.
La explotación de los yacimientos se inició en 1873, la producción en 1960 ascendió a más de 2.038.096 toneladas.
Italia. Los depósitos se concentran principalmente en la parte central de la península de los Apeninos. Se distinguen tres zonas portadoras de bauxita: Abruzza, Campania y las montañas del Gargano. Las reservas se estiman en 30 millones de toneladas. En 1957 se extrajeron 261.000 toneladas de bauxita del tipo boehmita. Composición 43-53% Al2O3, 2-6% SiO2.
Grecia. Los depósitos representan una franja intermitente que se extiende de noroeste a sureste, desde la isla de Amorgos en el archipiélago de Tsoklida hasta Phthiotis en la cordillera del Pindo, atravesando Ática, Beocia y Fósida. Bauxita tipo diáspora-boehmita. Composición: 56-59% Al2O3, 3-7% SiO2, 18,0% Fe2O3. La producción en 1960 fue de 949.960 toneladas. La bauxita se exporta íntegramente a Alemania, Gran Bretaña y Rusia.
Yugoslavia. Los depósitos se encuentran en Istria, Dalmacia, Bosnia, Herzegovina y Montenegro. Tipo de bauxita: dálmata - hidrargilita; Istra, montenegrina, herzegovinia - boehmita. Las reservas exploradas son de unos 130 millones de toneladas, posibles 270 millones de toneladas. Composición media: 59,7% Al2O3, 3,4% SiO2, 18,2% Fe2O3. En 1960 se extrajeron 1.025.144 toneladas de bauxita; Una parte importante de la bauxita se exporta a Alemania e Italia.
Hungría. Los depósitos se extienden en una franja desde el extremo sur del lago Balatón hasta los pueblos. Negra al norte de Budapest. La mayor parte de las reservas se encuentran en la región del bosque de Bakony, donde se conocen 15 yacimientos, de los cuales Halimba es uno de los más grandes de Europa.
Bauxitas de tipo hidrargilita-boehmita Composición: 48-63% Al2O3, 2-14% SiO2, 20-30% Fe2O3. Las bauxitas húngaras se caracterizan por un mayor contenido de P2O, V2O5 y Cr2O3. Las reservas se estiman en 200-250 millones de toneladas.
La minería se concentra en los depósitos de Gant e Iskaszent-Dverd, que aportan hasta el 80% de toda la producción de bauxita en Hungría. En 1960 se extrajeron más de 1.150.000 toneladas.
Rumania. Los depósitos más importantes se encuentran en Transilvania, en las montañas de Bihar. El tamaño de los depósitos individuales es pequeño. La bauxita es principalmente del tipo diáspora. Composición: 49-71% Al2O3, 2-9% SiO2, 3-30% Fe2Oa. Las reservas totales se estiman en 40 millones de toneladas.
Porcelana. Los depósitos de bauxita se encuentran dentro de la plataforma Corea-China. Se conocen dos tipos genéticos de depósitos: sedimentarios y residuales (laterita), así como dos tipos mineralógicos: diáspora e hidrargilita. Los más importantes se encuentran en las provincias de Shandong, Henan y Gui-Zhou. La composición de la bauxita es 63-70% Al2O3, 20% SiO2, 1-5% Fe2O3. Las reservas son muy importantes, pero debido a la mala exploración de los yacimientos, no se tienen en cuenta en su totalidad. Los depósitos de lutitas diaspóricas con alto contenido de alúmina son de gran escala.
República Federal de Alemania. En Hesse se encuentra el único yacimiento de bauxita con reservas de sólo unos cientos de miles de toneladas. La producción anual es de 7.000 a 8.000 toneladas. La bastante poderosa industria del aluminio de Alemania depende enteramente de las importaciones, principalmente de Yugoslavia, Francia e Italia. En 1956, Alemania importó 1.312.100 toneladas de bauxita.
Suiza, Suecia, Noruega. No cuentan con depósitos propios de bauxita. La importante industria del aluminio de estos países se basa en la importación de bauxita y alúmina.
Reino Unido. No hay depósitos de bauxita en Inglaterra ni en Escocia propiamente dicha. La bauxita se conoce desde hace mucho tiempo en Irlanda del Norte(Área de Antrim). Actualmente se han desarrollado los mejores yacimientos y la escala de producción es extremadamente pequeña. La operación se detuvo por completo en 1934, pero se reanudó durante la Segunda Guerra Mundial.
Estas bauxitas se suministran principalmente a la industria química. El tipo de bauxita es la hidrargilita. Composición: 40-60% Al2O3, 3-7% SiO2, 1-20% Fe2O3, 17-28% p.p.
La bauxita importada se utiliza para producir alúmina. En 1957, las importaciones de bauxita ascendieron a 360.000 toneladas. La bauxita se importa principalmente de Ghana.

La bauxita es una roca compuesta por diversos minerales, principalmente hidróxidos y óxidos de aluminio (alúmina). Además, contienen óxidos, hidróxidos y silicatos de hierro, sílice (óxido de silicio), cuarzo y otros químicos. Cantidad total elementos quimicos, encontrados como parte de esta raza, alrededor de un centenar. Dado que la bauxita tiene una composición compleja, no tiene una fórmula química claramente definida.

¿Qué es la bauxita?

La bauxita fue descubierta por el geólogo francés Pierre Berthier en 1821. cerca del pueblo de Le Beau, donde el investigador pasó sus vacaciones de verano. La roca debe su nombre a este pueblo. El propio Berthier no le dio mucha importancia a su descubrimiento. No tenía idea de que esta roca se convertiría en el futuro en la materia prima más importante para la producción de aluminio.

Apariencia y propiedades físicas.

En apariencia, esta roca es similar a la arcilla, pero también puede tener una apariencia rocosa. Su color es muy diverso, desde casi blanco hasta casi negro, pero los más comunes son el rojo oscuro, el gris o el marrón. Opaco, insoluble en agua. Densidad depende del contenido de hierro y normalmente oscila entre 2900 y 3500 kg/m3, pero puede ser significativamente menor. Cuando se mezcla con agua, la bauxita no forma una masa plástica, a diferencia de la arcilla.

Su estructura puede ser denso o poroso. A menudo se pueden encontrar pequeñas inclusiones en forma de cuerpos redondeados formados por óxidos de hierro o alúmina. Estas bauxitas tienen un aspecto muy decorativo. La dureza de la roca oscila entre 2 y 7 unidades en la escala de Mohs.

Composición química

Además de los componentes principales (hidróxido de aluminio, compuestos de hierro y silicio), la bauxita contiene muchos elementos químicos- sodio, potasio, magnesio, cromo, circonio, galio, vanadio, así como compuestos como carbonatos, calcitas, titanitas. Desde el punto de vista humano, los más importantes son los compuestos de aluminio: cuantos más, más valioso es el mineral. El óxido de silicio, por el contrario, empeora la calidad de la roca.

Incluido puede incluir tales minerales, como diáspora, boehmita, gibbsita. Son formadores de rocas. Además, la composición suele contener minerales asociados, por ejemplo, goethita, clorita, caolinita y otros.

Las bauxitas son similares a las arcillas, pero también tienen diferencia significativa- El aluminio está contenido en ellos en forma de hidróxido y en las arcillas, en forma de caolinita.

Variedades principales

Dependiendo de su composición química, todas las bauxitas se pueden dividir en tres grupos principales:

Monohidróxido (minerales formadores de rocas: diásporas o boehmita).
Trihidróxido (gibbsitas).
Mixto, combinando las propiedades del primer y segundo grupo.

Estos últimos son los más comunes.

Según el método de formación, las bauxitas se dividen en lateríticas, también llamadas residuales, y redepositadas (o sedimentarias). Se forman los primeros en zonas con climas tropicales como resultado de una profunda procesos quimicos, que ocurre en rocas de aluminosilicato en condiciones de alta humedad y temperatura, y el segundo, como resultado de la transferencia y redeposición de productos de meteorización. A menudo aparecen en capas. Dado que estas capas difieren en calidad, es más difícil procesar dicho mineral.

Uso

El principal ámbito de aplicación del mineral de bauxita es la producción de aluminio. Además, se utiliza como fundente en metalurgia ferrosa, en la producción de pinturas, en la industria abrasiva, para la producción de electrocorindón, refractarios con alto contenido de alúmina. La bauxita también se utiliza para fabricar cemento aluminoso, una composición de endurecimiento rápido con altas propiedades astringentes, que ha demostrado su eficacia en trabajos de construcción a bajas temperaturas.

Aplicación en joyería

La bauxita no es una piedra prometedora para los joyeros; sólo se puede encontrar ocasionalmente; joyas de diseño hechas con él. Sin embargo, al darle a la piedra forma de bola y pulirla, obtienen hermosos recuerdos. A la bauxita no se le atribuyen cualidades curativas ni mágicas.

Cómo se forma la bauxita

Esta roca se forma por la erosión de minerales que contienen aluminio, como los feldespatos. Suelen colapsar, formando arcillas, pero el clima cálido y la alta humedad favorecen la eliminación de sílice y álcalis, por lo que en países tropicales La mayoría de los depósitos de bauxita están concentrados. Hay dos formas de formación de esta roca: quimiogénica residual y quimiogénica sedimentaria. Las bauxitas sedimentarias se forman como resultado de la acumulación de productos de la meteorización en tierras bajas y fosas.

Depósitos

Alrededor del 90 por ciento de las reservas mundiales de bauxita se encuentran en depósitos de laterita. Con la erosión prolongada de las rocas de aluminosilicato en climas cálidos y húmedos, se forman las llamadas costras lateríticas. Los líderes en reservas de bauxita son Guinea, Australia y Brasil. India, Vietnam, Indonesia, Jamaica, Malí y Camerún también tienen un número significativo de ellos.

Reservas de bauxita en Rusia

En Rusia hay pocos depósitos de bauxita, por lo que la mayor parte de esta materia prima debe comprarse en el extranjero. Las bauxitas rusas de mejor calidad se extraen en la región que contiene bauxita del norte de los Urales. Estos Las reservas fueron descubiertas en 1931. año por el geólogo N.A. Karzhavin. El mineral se encuentra a una profundidad de 700 a 1000 m y se extrae mediante el método de minería. Hay un depósito en Región de Leningrado. EN

La región de Arkhangelsk produce bauxita con alto contenido de alúmina y bajo contenido en silicio, su desarrollo está en marcha método abierto. Su principal desventaja es el alto porcentaje de cromo y yeso en la composición de la roca. El depósito Vislovskoye está ubicado en la región de Belgorod, la calidad del mineral es baja debido a gran contenido carbonatos.

Sin embargo, los yacimientos descubiertos a finales de los años 60 en el noroeste de la República de Komi se consideran prometedores. la calidad de su mineral es promedio Además, su extracción se ve complicada por el carácter deshabitado de la zona y la mala infraestructura de transporte. A pesar de esto, en 1997 se entregó a la fundición de aluminio de los Urales el primer lote de materias primas de bauxita de Komi, habiendo superado con éxito las pruebas industriales. Además del aluminio, las materias primas de estos yacimientos contienen metales raros, lo que les confiere un valor adicional. En la región de Angara también se extrae bauxita; alto contenidoÓxido de aluminio libre en forma de corindón (hasta un 10%).

Extracción y procesamiento

La mayoría de las veces se extraen mediante minería a cielo abierto, pero también se utiliza la minería subterránea. La elección de la tecnología de procesamiento de bauxita depende de su calidad. En cualquier caso, el proceso contempla dos etapas:

obtención de alúmina (métodos químicos);
Liberación de aluminio (electrólisis).

Alúmina del mineral alta calidad mío utilizando el proceso Bayer, en el que la bauxita finamente molida se trata con una solución de hidróxido de sodio para formar una solución de aluminato de sodio. La solución resultante se purifica a partir de lodo rojo y de ella se precipita alúmina (hidróxido de aluminio).

Para procesar bauxita de baja calidad es necesario aplicar más método complejo - se trituran, se mezclan con piedra caliza y sosa y se sinterizan en hornos rotativos especiales. El producto resultante se trata con álcali, el hidróxido precipitado se separa y se filtra.

En una planta pueden utilizado en paralelo ambos procesos. Esto le permite procesar minerales de diferentes calidades al mismo tiempo. También es posible utilizar estos métodos de forma secuencial, sinterizando la escoria restante del método Bayer y extrayendo alúmina adicional de ella.

BOXITES [llamados zona de Les Baux en el sur de Francia, donde se descubrieron por primera vez depósitos de bauxita], bauxita, constituido principalmente por hidróxidos de aluminio (gel de aluminio, gibbsita, boehmita, diásporas, etc.), óxidos e hidróxidos de hierro y minerales arcillosos. El color es rojo en varios tonos, marrón parduzco, con menos frecuencia blanco, amarillo, gris (hasta negro). Se encuentran en forma de formaciones densas (rocosas) o porosas, así como en forma de masas terrestres sueltas y arcillosas. Según su estructura se clasifican en clásticas (pelita, arenisca, gravelita, conglomerado) y concrecionarias (oolíticas, pisolitas, leguminosas); por textura: bauxitas homogéneas, en capas y otras. La densidad varía desde 1800 kg/m 3 (suelto) hasta 3200 kg/m 3 (rocoso). Según la composición mineral predominante, se distinguen las bauxitas: monohidróxido (diáspora, boehmita), trihidróxido (gibbsita) y composición mixta (diáspora-boehmita, boehmita-gibbsita, chamosita-boehmita, chamosita-gibbsita, gibbsita-caolinita, goethita-camosita- boehmita, etc.).

Las bauxitas se forman durante transformaciones químicas profundas (lateritización) de rocas de aluminosilicato en un clima tropical húmedo (bauxitas lateríticas o residuales) o durante la transferencia de productos de la meteorización laterítica y su redeposición (bauxitas sedimentarias). Como resultado de la superposición de estos procesos, se forman bauxitas de tipo mixto (poligénico). Los depósitos tienen forma de láminas, lentes o irregulares (bolsas kársticas). La calidad de las bauxitas lateríticas suele ser alta (50% $\ce(Al_2O_3)$ y superior), las bauxitas sedimentarias pueden variar desde alta calidad (55–75% $\ce(Al_2O_3)$) hasta calidad inferior (menos del 37% $\ce (Al_2O_3)$). En Rusia, los requisitos de calidad para la bauxita extraída (comercial) están determinados por GOST, así como por los términos contractuales entre proveedores y consumidores. Dependiendo de la proporción (en peso) entre el contenido de alúmina y sílice (el llamado módulo de silicio), la bauxita se divide en 8 grados. Para el grado más bajo (B-6, 2.° grado), el módulo de silicio debe ser superior a 2 con un contenido de alúmina de al menos 37 %; para las bauxitas de alto grado (B-0, B-00), el módulo de silicio debe ser superior; 10 con un contenido de alúmina del 50% y más. En las clasificaciones extranjeras, la bauxita con un módulo de silicio superior a 7 se clasifica como de alta calidad.

Según las reservas, los depósitos de bauxita se dividen en grandes (más de 50 millones de toneladas), medianos (entre 5 y 50 millones de toneladas) y pequeños (hasta 5 millones de toneladas). Las reservas del mayor yacimiento del mundo, Boke (Guinea), se estiman en 2.500 millones de toneladas. El 83,7% de las reservas se concentran en depósitos lateríticos, el 9,5% en depósitos poligénicos y el 6,8% en depósitos sedimentarios.

Se han explorado depósitos de bauxita en más de 50 países de todo el mundo. Las reservas totales de bauxita se estiman en 29,3 mil millones de toneladas y las reservas confirmadas en 18,5 mil millones de toneladas (segunda mitad de la década de 2000). Las mayores reservas confirmadas se encuentran en: Guinea (7,4 mil millones de toneladas; más del 40% de las reservas mundiales), Jamaica (2 mil millones de toneladas; 10,8%), Brasil (1,9 mil millones de toneladas; 10,3%), Australia (1,8 mil millones de toneladas; 9,7%) , India (770 millones de toneladas; 4,2%), Guyana (770 millones de toneladas; 3,8%), Grecia (600 millones de toneladas; 3,2%), Surinam (580 millones de toneladas; 3,1%), China (530 millones de toneladas; 2,8%). %). La provincia de bauxita más grande del mundo es la provincia de bauxita de África occidental (o Guinea).

En Rusia, las reservas totales de bauxita superan los 1,4 mil millones de toneladas, las reservas probadas superan los 1,1 mil millones de toneladas (principios de 2013). Hay 57 depósitos (incluidos 4 grandes y 7 medianos). Las principales reservas de bauxita se concentran en la región de Sverdlovsk (aproximadamente 1/3 de las reservas de la Federación de Rusia; depósitos sedimentarios de la región portadora de bauxita del norte de los Urales - Cheremukhovskoye grande, mediano - Krasnaya Shapochka, Kalinskoye, Novokalinskoye), Komi República (26% de las reservas de la Federación de Rusia; depósitos poligénicos del grupo Vorykvinsky de las zonas portadoras de bauxita de Timan - gran Vezhayu-Vorykvinskoye, mediano - Verkhneshugorskoye, Vostochnoye), región de Arkhangelsk (18% de las reservas de la Federación de Rusia; gran depósito sedimentario de Iksinsky), región de Belgorod (alrededor del 16% de las reservas de la Federación de Rusia; gran depósito de laterita Vislovskoye, mediano - Melikhovo-Shebekinskoye). También se han identificado reservas de bauxita en los territorios de Krasnoyarsk y Altai, la región de Kemerovo, la República de Bashkortostán y la región de Leningrado. Los minerales de los depósitos rusos, en comparación con sus homólogos extranjeros, son de menor calidad y condiciones de desarrollo más difíciles. Los minerales más ricos ($\ce(Al_2O_3)$ 56%) se encuentran en los depósitos de los Urales del Norte; El depósito de Iksinsky más grande (alrededor del 18% de las reservas de la Federación de Rusia) está compuesto de bauxitas de baja calidad.

La producción mundial de bauxita superó los 196 millones de toneladas/año (segunda mitad de la década de 2000). Principales países productores: Australia (62,6 millones de toneladas/año), China (27 millones de toneladas/año), Brasil (22,8 millones de toneladas/año), Guinea (18,2 millones de toneladas/año), Jamaica (14,9 millones de toneladas/año), India (13,9 millones de toneladas/año). En Rusia, la extracción de bauxita del subsuelo en 2012 ascendió a 5,14 millones de toneladas; Se explotaron 9 yacimientos, 6 de ellos en la región de Sverdlovsk.

De la bauxita se extraen la alúmina y el aluminio. La bauxita también se utiliza en la producción de pinturas, abrasivos artificiales (electrocorindón), como fundentes en metalurgia ferrosa y sorbentes para purificar productos derivados del petróleo de diversas impurezas; bauxitas con bajo contenido de hierro: para producir refractarios con alto contenido de alúmina, cementos de endurecimiento rápido, etc. Las bauxitas son materias primas complejas; Además de aluminio y hierro, contienen galio, así como titanio, cromo, circonio, niobio y elementos de tierras raras.

Según su composición mineralógica, las bauxitas se dividen en: 1) monohidrato - boehmita y diáspora, 2) trihidrato - gibbsita y 3) mixtas. Tanto los monohidratos como los trihidratos de alúmina pueden estar presentes en este tipo de minerales. En algunos depósitos, junto con el trihidrato, está presente alúmina anhidra (corindón).

Los depósitos de bauxita en el este de Siberia pertenecen a dos tipos completamente diferentes en cuanto a edad, génesis, apariencia y composición mineralógica. La primera es una especie de roca metamorfoseada similar a la argilita con una microestructura de frijol poco clara, y la segunda tiene una estructura de frijol típica.

Los principales componentes de la bauxita son óxidos de aluminio, hierro, titanio y silicio; Los óxidos de magnesio, calcio, fósforo, cromo y azufre están contenidos en cantidades que van desde décimas de porcentaje hasta el 2%. El contenido de óxidos de galio, vanadio y circonio es de milésimas de porcentaje.

Además de Al 2 O 3, las bauxitas de diáspora de boehmita del este de Siberia se caracterizan por un alto contenido de SiO 2 y Fe 2 O 3 y, a veces, de dióxido de titanio (tipo gibbsita).

Los requisitos técnicos para la bauxita están regulados por GOST, que estandariza el contenido de alúmina y su proporción con respecto a sílice (módulo de silicio). Además, GOST prevé el contenido de impurezas nocivas en la bauxita, como azufre, óxido de calcio y fósforo. Estos requisitos podrán variar en función del método de tramitación, del tipo de depósito y de sus condiciones técnicas y económicas para cada depósito.

En las bauxitas de diáspora-boehmita del este de Siberia, la estructura característica del frijol se observa principalmente sólo al microscopio, y el material cementante predomina sobre los frijoles. Entre las bauxitas de este tipo, se distinguen dos variedades principales: diáspora-clorita y diáspora-boehmita-hematita.

En los depósitos del tipo gibbsita predominan las bauxitas con estructura típica de frijol, entre las que se encuentran: densas, rocosas y erosionadas, destruidas, llamadas sueltas. Además de las bauxitas pétreas y quebradizas, una proporción importante se compone de bauxitas arcillosas y arcillas. La parte leguminosa de las bauxitas pétreas y friables está compuesta principalmente de hematita y magnetita. Los tamaños de los granos varían desde fracciones de milímetro hasta un centímetro. La parte cementante de las bauxitas pétreas, así como de las variedades de bauxita, está compuesta de minerales arcillosos de grano fino y finamente dispersos y de gibbsita, normalmente de color marrón rojizo debido a los hidróxidos de hierro.

Los principales minerales formadores de rocas de bauxita del tipo diáspora-boehmita son clorita-dafnita, hematita, diáspora, boehmita, pirofilita, illita, caolinita; impurezas: sericita, pirita, calcita, yeso, magnetita, circón y turmalina. La presencia de clorito, así como de aluminosilicatos con alto contenido de sílice (illita y pirofilita), determina el alto contenido de sílice en las bauxitas. Tamaños de granos minerales desde fracciones de micrón hasta 0,01 mm. Los minerales de la bauxita están estrechamente asociados, formando mezclas finamente dispersas, y solo en ciertas áreas y capas delgadas algunos minerales forman segregaciones (clorita) o granos. Además, a menudo se observan diversas sustituciones y cambios en los minerales debido a procesos de meteorización y metamorfismo.

Los minerales formadores de rocas de las bauxitas de tipo gibbsita son trihidrato de aluminio: gibbsita, hematita (hidrohematita), goethita (hidrogoetita), maghemita, caolinita, haloisita, hidromica, cuarzo, rutilo, ilmenita y alúmina anhidra (corindón). Las impurezas están representadas por magnetita, turmalina, apatita, circón, etc.

El principal mineral de alúmina, la gibbsita, se observa en forma de una masa finamente dispersa, débilmente cristalizada y, con menos frecuencia, relativamente grande (0,1–0,3 milímetros) cristales y granos. La gibbsita finamente dispersa suele estar coloreada con hidróxidos de hierro en colores amarillentos y marrones y casi no se polariza bajo el microscopio. Los granos grandes de gibbsita son característicos de las bauxitas pedregosas, donde forman bordes crujientes alrededor de los granos. La gibbsita está estrechamente asociada con minerales arcillosos.

Los minerales de titanio están representados por la ilmenita y el rutilo. La ilmenita está presente tanto en la parte cementante de la bauxita como en la parte leguminosa en forma de granos con tamaños que varían entre 0,003–0,01 y 0,1–0,3. mm. El rutilo en la bauxita está finamente disperso y su tamaño varía desde fracciones hasta 3-8 mk Y

2. Estudio de composición de materiales

Al estudiar la composición material de las bauxitas, como se desprende de lo anterior, nos enfrentamos a minerales amorfos, finamente dispersos y de grano fino, ubicados en intercrecimientos paragenéticos cercanos y casi siempre coloreados por óxidos e hidróxidos de hierro. Por tanto, para realizar análisis mineralógicos cualitativos y cuantitativos de la bauxita, es necesario utilizar diversos métodos de investigación.

Desde la muestra de mineral original molida hasta -0,5 o -1,0 milímetros, tomar muestras: una –10 GRAMO para mineralógico, segundo -10 g para químico y tercero -5 GRAMO para análisis térmicos. Las muestras de bauxita de diáspora-boehmita se trituran a 0,01-0,07 milímetros y gibbsita – hasta 0,1–0,2 mm.

El análisis mineralógico de la muestra triturada se realiza después de su decoloración preliminar, es decir, disolución de óxidos e hidróxidos de hierro en ácido oxálico y clorhídrico.

ácidos o alcohol saturados con cloruro de hidrógeno. Si hay carbonatos presentes, las muestras se tratan primero con ácido acético. En las soluciones resultantes se determina químicamente el contenido de óxidos de hierro, aluminio, silicio y titanio.

La composición mineralógica del residuo insoluble puede estudiarse mediante separación en líquidos pesados después de desintegración preliminar y elutriación y mediante separación en líquidos pesados sin elutriación preliminar.

Para un estudio más completo de los minerales arcillosos se utiliza la elutriación (opción I), mientras que las fracciones arcillosas pueden estudiarse mediante otros métodos de análisis (térmico, difracción de rayos X) y sin separación en líquidos pesados. El análisis de la opción II es el más rápido, pero menos preciso.

A continuación describimos las principales operaciones y métodos analíticos utilizados en el estudio de la composición material de la bauxita.

Estudiar bajo un microscopio producido en secciones transparentes y pulidas y en preparaciones de inmersión. En un estudio de laboratorio, todo el conjunto de análisis debe ir precedido del estudio de la bauxita en láminas delgadas. Utilizando cortes delgados preparados a partir de diversas muestras de bauxita, se determina la composición mineralógica, el grado de dispersión de los minerales, la relación de los minerales entre sí, el grado de meteorización, estructura, etc. En cortes delgados pulidos, se encuentran minerales de óxidos de hierro y. Se estudian hidróxidos, ilmenita, rutilo y otros minerales. Debe tenerse en cuenta que los minerales de óxidos e hidróxidos de hierro casi siempre están en estrecha conexión con los minerales de arcilla y alúmina, por lo que, como han demostrado nuestros estudios, sus propiedades ópticas no siempre coinciden con los datos de las muestras de referencia.

Al estudiar la composición mineralógica de las bauxitas, especialmente sus variedades sueltas, se utiliza ampliamente el método de inmersión. En las preparaciones de inmersión, la composición mineralógica se estudia principalmente mediante las propiedades ópticas de los minerales, y también se determina la proporción cuantitativa de minerales en la muestra.

El estudio de las rocas de bauxita al microscopio en cortes transparentes y pulidos y en preparaciones de inmersión debe realizarse con el máximo aumento. Incluso entonces, no siempre es posible determinar las propiedades morfológicas y ópticas necesarias de los minerales y la naturaleza de sus finas intercreciones. Estos problemas sólo pueden resolverse mediante el uso simultáneo de métodos de investigación de microscopía electrónica y difracción de electrones.

Agotamiento Se utiliza para separar fracciones de grano relativamente grueso de las de grano fino, que requieren otros métodos de estudio. Para las bauxitas coloreadas (marrones, verdosas), este análisis se realiza únicamente después del blanqueo. Las bauxitas de grano más fino, densamente cementadas, se diluyen después de una desintegración preliminar.

La desintegración de la muestra blanqueada se realiza hirviendo con un peptizador en matraces Erlenmeyer a reflujo. Se puede utilizar como peptizador. toda una serie reactivos (amoniaco, vidrio líquido, refrescos, pirofosfato de sodio, etc.). Se supone que las proporciones de líquido y sólido son las mismas que para las arcillas. En algunos casos, como por ejemplo en las bauxitas de diáspora-boehmita, la desintegración no se produce completamente ni siquiera con la ayuda de un peptizador. Por lo tanto, la parte no disgregada se muele adicionalmente en un mortero ejerciendo una ligera presión con un mortero de goma.

Existen varios métodos de elutriación. En el caso de las rocas arcillosas, M. F. Vikulova las describe más detalladamente. La elutriación de muestras de bauxita se realizó en vasos de un litro, tal como lo describe I. I. Gorbunov. Se hacen marcas en las paredes: arriba - para 1 yo, 7 debajo de ella centímetros - para drenar partículas<1 mk y 10 “g por debajo de la marca del litro - para drenar partículas > 1 mk. El líquido agotado se drena con un sifón: la capa superior de 7 cm después de 24 h(partículas menores que 1 mk), Capa de 10 cm después de 1 h 22 mín.(partículas 1 a 5 mk) y después de las 17 mín. 10 segundo(partículas 5 a 10 m.k). Facciones mayores de 10 mk esparcidos sobre tamices. Para evitar que la suspensión sea succionada desde una profundidad por debajo del nivel de diseño, se coloca una punta diseñada por V. A. Novikov en el extremo inferior del sifón que se introduce en la suspensión.

De una fracción menor que 1 mk o 5 mk en algunos casos utilizando una supercentrífuga (con una velocidad de rotación de 18 a 20 mil. rpm) es posible aislar fracciones enriquecidas con partículas de centésimas de micrón de tamaño. Esto se logra cambiando la velocidad a la que se alimenta la suspensión a la centrífuga. K. K. Nikitin describe el principio de funcionamiento y la aplicación de una supercentrífuga para análisis granulométricos.

Análisis de gravedad para rocas de bauxita se produce en centrífugas eléctricas a 2000-3000 rpm en líquidos gravedad específica 3,2; 3,0; 2,8; 2,7; 2.5.

La separación de muestras en fracciones monominerales mediante centrifugación en líquidos pesados sin elutriación preliminar es casi imposible de lograr. Clases delgadas (1–5 mk) incluso después de la elutriación, se separan mal en líquidos pesados. Esto sucede, aparentemente, debido a alto grado dispersión, así como la mejor acumulación de minerales. Por tanto, antes del análisis por gravedad, es necesario separar las muestras en clases mediante elutriación. Clases delgadas (1–5 mk y a veces 10 mk se estudian mediante métodos térmicos, de difracción de rayos X, microscópicos y otros sin separación en líquidos pesados. A partir de fracciones más grandes en líquidos pesados, es posible separar diásporas de boehmita (peso específico del líquido 3,0), pirita, ilmenita, rutilo, turmalina, circón, epidota, etc. (en peso específico del líquido 3,2), boehmita a gibbsita y caolinita ( gravedad específica del líquido 2,8), gibbsita de caolinita (gravedad específica del líquido 2,5).

Cabe señalar que para una mejor separación en líquidos pesados, las muestras o fracciones blanqueadas después de la elutriación no se secan hasta sequedad, sino que se llenan con líquido pesado en estado húmedo, ya que la muestra seca puede perder su capacidad de dispersión. E. V. Rozhkova et al. describen en detalle el uso del análisis de gravedad en el estudio de la composición mineralógica de las bauxitas.

Análisis térmico Es uno de los principales métodos para estudiar muestras de bauxita. Como sabes, la bauxita está compuesta de minerales que contienen agua. Dependiendo del cambio de temperatura, en la muestra se producen diversas transformaciones de fase, acompañadas de la liberación o absorción de calor. El uso del análisis térmico se basa en esta propiedad de la bauxita. La esencia del método y los métodos de trabajo se describen en la literatura especializada.

El análisis térmico se lleva a cabo mediante varios métodos, la mayoría de las veces mediante el método de la curva de calentamiento y el método de deshidratación. Recientemente se han diseñado instalaciones en las que se registran simultáneamente las curvas de calentamiento y deshidratación (pérdida de peso). Las curvas térmicas se registran tanto para las muestras originales como para las fracciones aisladas por separado de ellas. Como ejemplo, se dan las curvas térmicas de la variedad clorita de bauxita de diáspora de color gris verdoso y sus fracciones individuales. Aquí, en la curva térmica de la fracción II de diáspora,

efecto endotérmico a una temperatura de 560°, que corresponde a los efectos endotérmicos en las curvas I y III a temperaturas de 573 y 556°. En la curva de calentamiento de la fracción IV de arcilla, las paradas endotérmicas a 140, 652 y 1020° corresponden a illita. La parada endotérmica a 532° y los débiles efectos exotérmicos a 816 y 1226° pueden explicarse por la presencia de una pequeña cantidad de caolinita. Por tanto, el efecto endotérmico a 573° sobre la muestra original (curva I) corresponde tanto a diásporo como a caolinita, y a 630° – illita (652° en la curva IV) y clorita. Cuando la muestra tiene una composición polimineral, los efectos térmicos se superponen, por lo que es imposible obtener una idea clara de la composición de la roca original sin analizar sus partes o fracciones constitutivas.

En las bauxitas de gibbsita, la composición mineralógica se determina de forma mucho más sencilla a partir de curvas térmicas. Todos los termogramas muestran un efecto endotérmico en el rango de 204 a 588° con un máximo entre 288 y 304°, lo que indica la presencia de gibbsita. En el mismo rango de temperatura, los hidróxidos de hierro (goetita e hidrogoetita) pierden agua, pero como la cantidad de agua que contienen es aproximadamente 2 veces menor que en la gibbsita, la profundidad del efecto correspondiente a los hidróxidos de hierro estará influenciada por la cantidad de gibbsita. . El segundo efecto endotérmico en el rango de 500 a 752° con un máximo a 560 a 592° y el correspondiente efecto exotérmico a 980 a 1020° caracterizan a la caolinita.

La halloysita y la moscovita, presentes en pequeñas cantidades en las bauxitas estudiadas, no se reflejan en los termogramas, excepto por un pequeño efecto endotérmico a 116-180°, que aparentemente pertenece a la halloysita. La razón de esto es pequeños contenidos minerales específicos y la imposición de una serie de efectos. Además, si las muestras contienen caolinita y micas, entonces, como se sabe, incluso una mezcla insignificante de caolinita en mica se expresa en termogramas por el efecto caolinita.

La cantidad de gibbsita puede determinarse por las áreas del primer efecto endotérmico. Las áreas se miden utilizando un planímetro. Se puede tomar como estándar la muestra más enriquecida en gibbsita con el máximo contenido de alúmina y agua, y el menor contenido de sílice y óxidos de hierro. El valor de gibbsita A1 2 O 3 en otras muestras se determina a partir del cálculo

Dónde incógnita- el valor de la gibbsita A1 2 O 3 determinada;

S es el área del efecto endotérmico de gibbsita de la muestra en estudio en el termograma, centímetros2,

A- contenido de A1 2 O 3 de la muestra de referencia de gibbsita;

K es el área de la muestra de referencia en el termograma, cm2.

La dependencia de las áreas de efecto endotérmico del contenido de gibbsita se puede expresar gráficamente. Para ello, se traza el contenido de A1 2 O 3 en porcentaje a lo largo del eje de abscisas y las áreas correspondientes en centímetros cuadrados a lo largo del eje de ordenadas. Midiendo el área del efecto endotérmico correspondiente a la gibbsita en la curva, es posible calcular el contenido de A1 2 O 3 en la muestra de prueba a partir del gráfico.

El método de deshidratación se basa en que los minerales que contienen agua tienden a perder peso a determinadas temperaturas. La cantidad de mineral en la muestra está determinada por la pérdida de peso. En algunos casos, especialmente cuando los rangos de temperatura de deshidratación mineral se superponen, este método no es confiable. Por tanto, debe utilizarse simultáneamente con el registro de las curvas de calefacción, aunque este método combinado no siempre está disponible debido a la falta de instalaciones especiales.

El método más sencillo para determinar la pérdida de peso se desarrolló en VIMS. Para hacer esto, necesita un gabinete de secado, una mufla, un termopar, una balanza de torsión, etc. El método de trabajo, el curso de análisis y los resultados de su aplicación para arcillas y bauxitas se describen en detalle por V. P. Astafiev.

La pérdida de peso durante el calentamiento en cada rango de temperatura se puede recalcular no por la cantidad de mineral, como recomienda V.P. Astafiev, sino por la cantidad de A1 2 O 3. contenida en este mineral. Los resultados obtenidos se pueden comparar con los datos de análisis químicos. La exposición recomendada de 2 horas a 300° para muestras enriquecidas con gibbsita es insuficiente. La muestra alcanza un peso constante entre 3 y 4 horas después del calentamiento, es decir, cuando se libera toda el agua de gibbsita. En variedades arcillosas pobres en gibbsita, su deshidratación a 300° se produce completamente en 2 h. Las pérdidas de peso de las muestras a diferentes temperaturas se pueden expresar gráficamente si los valores de temperatura (de 100 a 800 °) se representan a lo largo del eje de abscisas y la pérdida de peso correspondiente (H 2 O) como porcentaje se representa a lo largo del eje de abscisas. eje de ordenadas. Los resultados de la determinación cuantitativa de minerales según el método de V.P. Astafiev suelen coincidir bien con los resultados del análisis térmico por área de influencia y con la conversión a la composición mineral del análisis químico de muestras.

Análisis químico Da una primera idea de la calidad de las bauxitas al estudiar su composición material.

La relación en peso entre alúmina y sílice determina el valor del módulo de silicio, que es un criterio para la calidad de la bauxita. Cuanto mayor sea este módulo, mejor será la calidad de la bauxita. El valor del módulo de la bauxita oscila entre 1,5 y 12,0. La relación entre el contenido de alúmina y la pérdida por ignición (LOI) da una idea del tipo de bauxita. Así, en las bauxitas de gibbsita, la pérdida por ignición es significativamente mayor que en las bauxitas de diáspora-boehmita. En el primero oscila entre el 15 y el 25%, y en el segundo, entre el 7 y el 15%. La pérdida por ignición en la bauxita se suele considerar como la cantidad de H 2 O, ya que rara vez se encuentran SO 3, CO 2 y materia orgánica en grandes cantidades. Las bauxitas de diáspora-boehmita contienen calcita y pirita como impurezas. La suma de SO 3 y CO 2 en ellos es del 1 al 2%. Las bauxitas del tipo gibbsita contienen en ocasiones materia orgánica, pero su cantidad no supera el 1%. Este tipo de bauxita se caracteriza por un alto contenido de óxido de hierro (10–46%) y dióxido de titanio (2–9%). El hierro se presenta principalmente en forma de óxido y forma parte de las formas de hematita, goetita, magnetita y sus hidratos. Las bauxitas de diáspora-boehmita contienen hierro ferroso, cuyo contenido oscila entre el 1 y el 17%. Su alto contenido se debe a la presencia de clorita y pequeñas cantidades de pirita. En las bauxitas de tipo gibbsita, el hierro ferroso forma parte de la ilmenita.

La presencia de álcalis puede indicar la presencia de micas en la roca de bauxita. Así, en las bauxitas de diáspora-boehmita, el contenido relativamente alto de álcalis (K 2 O + Na 2 O = 0,5–2,0%) se explica por la presencia de hidromicas del tipo illita. Los óxidos de calcio y magnesio se pueden encontrar en carbonatos, minerales arcillosos y clorita. Su contenido no suele superar el 1-1,5%. El cromo y el fósforo también constituyen impurezas menores en la bauxita. Otras impurezas Cr, Mn, Cu, Pb, Ni, Zn, As, Co, Ba, Ga, Zr, V están presentes en la bauxita en cantidades insignificantes (milésimas y diezmilésimas de porcentaje).

Al estudiar la composición material de la bauxita, también se realiza un análisis químico de fracciones monominerales individuales. Por ejemplo, en las fracciones de boehmita-diáspora y gibbsita, se determinan el contenido de alúmina, las pérdidas por ignición y las impurezas (sílice, óxidos de hierro, magnesio, vanadio, galio y dióxido de titanio). Las fracciones enriquecidas en minerales arcillosos se analizan en cuanto a contenido de sílice, álcalis totales, alúmina, calcio, magnesio, óxidos de hierro y pérdidas por ignición. Los altos contenidos de sílice en presencia de álcalis en fracciones de arcilla de bauxitas de diáspora-boehmita indican la presencia de hidromicas de tipo illita. En las fracciones arcillosas de las bauxitas caolinita-gibbsita, si no hay álcalis ni minerales de sílice libre, un alto contenido de SiO 2 puede indicar un alto contenido de sílice en la caolinita.

Según el análisis químico, es posible recalcular la composición mineral. El análisis químico de fracciones monominerales se convierte en cantidades moleculares, a partir de las cuales se realizan los cálculos. fórmulas químicas minerales estudiados. La conversión de la composición química de la bauxita en minerales se lleva a cabo para controlar otros métodos o como complemento a ellos. Por ejemplo, si los principales minerales que contienen sílice en una muestra son el cuarzo y la caolinita, entonces, conociendo la cantidad de cuarzo, se determina la sílice restante unida a la caolinita. Según la cantidad de sílice por caolinita, es posible calcular la cantidad de alúmina necesaria para unirla a la fórmula de caolinita. A partir del contenido total de caolinita, es posible determinar la cantidad de Al 2 O 3 presente en forma de hidratos de alúmina (gibbsita u otros). Por ejemplo, la composición química de la bauxita: 51,6% A1 2 O 3; 5,5% SiO2; 13,2% Fe2O3; 4,3% TiO2; 24,7% ppp; importe 99,3%. La cantidad de cuarzo en la muestra es del 0,5%. Entonces la cantidad de SiO 2 en la caolinita será igual a la diferencia entre su contenido total en la muestra (5,5%) y el SiO 2 del cuarzo (0,5%), es decir, 5,0%.

y la cantidad de A1 2 O 3 por caolinita SiO 2 al 5,0% será

La diferencia entre el contenido total de A1 2 O 3 en la roca (51,6) y A1 2 O 3 por caolinita (4.2) es Ai 2 O 3 de hidratos de alúmina, es decir, 47,4%. Sabiendo que en las bauxitas en estudio el mineral de hidrato de alúmina es gibbsita, a partir de la cantidad de A1 2 O 3 obtenida para los hidratos de alúmina (47,4%) calculamos la cantidad de gibbsita en función de su composición teórica (65,4% A1 2 O 3; 34,6 % H 2 O). En este caso, la cantidad de alúmina será igual a

Los datos obtenidos pueden controlarse mediante la pérdida de peso tras la ignición, que aquí se toma como la cantidad de H 2 O. Por lo tanto, para unir A1 2 O 3 = 47,4% en gibbsita, es necesario

Según análisis químicos. contenido general El H 2 0 en la muestra es 24,7 (pp. p.), es decir, coincide aproximadamente con el contenido de H 2 0 en la gibbsita. En este caso, no queda agua para otros minerales (caolinita, hidróxidos de hierro). En consecuencia, la cantidad de alúmina igual al 47,4%, además del trihidrato, también incluye alguna cantidad de monohidrato o de alúmina anhidra. El ejemplo anterior solo muestra el principio de recálculo. En realidad, la mayoría de las bauxitas son más complejas en su composición mineralógica. Por lo tanto, al convertir un análisis químico en un análisis mineralógico, también se utilizan datos de otros análisis. Por ejemplo, en las bauxitas gibbsita, la cantidad de gibbsita y minerales arcillosos debe calcularse a partir de deshidratación o análisis térmico, teniendo en cuenta su composición química.

Sin embargo, a pesar de la complejidad de la composición mineralógica, para algunas bauxitas es posible convertir la composición química en mineralógica.

Análisis químico de fases. Los principios básicos del análisis de fase química de la bauxita se establecen en el libro de V.V. Dolivo-Dobrovolsky y Yu.V. Al estudiar las bauxitas en el este de Siberia, resultó que este método en cada caso específico requiere algunos cambios y mejoras. Esto se explica por el hecho de que los minerales formadores de rocas de bauxita, especialmente los arcillosos, tienen amplios límites de solubilidad en ácidos minerales.

El análisis de fase química para el estudio de la bauxita se realiza principalmente en dos versiones: a) análisis de fase química incompleta (disolución selectiva de uno o un grupo de minerales) y b) análisis de fase química completa.

El análisis de fases químicas incompletas se realiza, por un lado, con el fin de preprocesar muestras para el posterior estudio de residuos insolubles al microscopio, térmicos, difracción de rayos X y otros análisis, y por otro lado, para la determinación cuantitativa. de uno o dos componentes. La cantidad de minerales se determina por la diferencia de pesos antes y después de la disolución o recalculando la composición química de la parte disuelta de la muestra.

Mediante disolución selectiva, se determina la cantidad de óxidos e hidróxidos de hierro (a veces clorito). La cuestión de la desferrización de la bauxita se trata en detalle en los trabajos del VIMS. En las bauxitas del tipo diáspora-boehmita, los óxidos de hierro y las cloritas se disuelven en 6 N. HCl. En las bauxitas de gibbsita, los hidróxidos y óxidos de hierro se extraen al máximo (90–95%) en solución cuando se disuelven en alcohol saturado con cloruro de hidrógeno (3 N), en L: T = 50. En este caso, del 5 al 10% del total. la alúmina pasa a la solución en su cantidad en bauxita y el dióxido de titanio hasta un 40%. La decoloración de la bauxita se puede llevar a cabo en ácido oxálico al 10% calentando en un baño de agua durante 3 a 4 h en L: T = 100. En estas condiciones, los minerales que contienen titanio se disuelven menos (aproximadamente 10-15% de TiO 2), pero se extraen más en la solución de alúmina (25-40%), y los óxidos de hierro se extraen en un 80-40%. 90%. Por lo tanto, para maximizar la conservación de los minerales de titanio durante el blanqueo de bauxita, es necesario utilizar ácido oxálico al 10%, y para conservar los minerales de alúmina, es necesario utilizar una solución de alcohol saturada con cloruro de hidrógeno.

Los carbonatos (calcita) presentes en algunas bauxitas se disuelven en ácido acético al 10% cuando se calientan durante 1 h en F: T=100 (ver capítulo “Areniscas de cobre”). Su disolución debe preceder al blanqueo de la bauxita.

El análisis de fases químicas incompletas también se utiliza para cuantificar minerales de alúmina. Existen varios métodos para su determinación, basados en la disolución selectiva. En algunas bauxitas, la cantidad de gibbsita se puede determinar con bastante rapidez disolviendo muestras en 1 N. KOH o NaOH según el método descrito por V.V Dolivo-Dobrovolsky y Yu.V. Minerales de alúmina anhidra y con bajo contenido de agua: las diásporas y el corindón en la bauxita se pueden determinar disolviendo muestras en ácido fluorhídrico sin calentar, similar al método para determinar silimanita y andalucita, que se describe a continuación. A. A. Glagolev y P. V. Kulkin indican que el corindón y las diásporas de cuarcitas secundarias de Kazajstán en ácido fluorhídrico en frío durante 20 h prácticamente no se disuelve.

Un análisis de fase química completo, debido a la composición material única de las bauxitas y al diferente comportamiento durante la disolución de los mismos minerales de diferentes depósitos, tiene sus propias características específicas para cada tipo de bauxita. Después de disolver la caolinita se determinan en el residuo Al 2 O 3 y SiO 2. En función del contenido de este último se calcula la cantidad de pirofilita, aunque hay que tener en cuenta que la sílice casi siempre está presente en la propia diáspora (hasta un 11%).

Para las bauxitas de gibbsita, en las que los minerales de alúmina monohidrato están ausentes o constituyen una proporción menor, el análisis de fase química se puede reducir a dos o tres etapas. Según este esquema, la gibbsita se disuelve mediante un doble tratamiento con álcali. Según el contenido de A1 2 O 3 en la solución, se calcula la cantidad de gibbsita en la muestra. Pero tomando como ejemplo las bauxitas de gibbsita en el este de Siberia, resultó que en muestras individuales se lixivia más alúmina de la que contiene la gibbsita. En estas bauxitas, la alúmina libre, formada durante la descomposición fisicoquímica de la caolinita, aparentemente pasa a extractos alcalinos. Teniendo en cuenta las características de las bauxitas de gibbsita, al realizar análisis de fase química, es necesario realizar análisis paralelos sin tratar las muestras con álcali. Primero, la muestra se disuelve en HCl de gravedad específica 1,19 cuando se calienta durante 2 h. En estas condiciones, la gibbsita, los óxidos e hidróxidos de hierro se disuelven completamente.

Análisis espectrales, de difracción de rayos X y otros. son muy eficaces en el estudio de la bauxita. Como se sabe, el análisis espectral proporciona una imagen completa de la composición elemental del mineral. Se realiza tanto para muestras iniciales como para fracciones individuales aisladas de ellas. El análisis espectral en bauxita determina el contenido de los componentes principales (Al, Fe, Ti, Si), así como oligoelementos Ga, Cr, V, Mn, P, Zr, etc.

El análisis de difracción de rayos X se utiliza ampliamente, lo que permite determinar la composición de fases de varias fracciones. Con el mismo fin se utilizan estudios de difracción electrónica y microscopía electrónica. La esencia de estos análisis, los métodos de preparación de fármacos y los métodos de interpretación de los resultados se describen en la literatura especializada. Cabe señalar aquí que al estudiar con estos métodos gran valor Tiene un método de preparación de muestras. Para los métodos de análisis de difracción de rayos X y difracción de electrones, es necesario obtener fracciones más o menos monominerales, así como separar las partículas por tamaño. Por ejemplo, en las bauxitas de diáspora-boehmita en una fracción inferior a 1 mk El análisis de difracción de rayos X revela sólo illita y el análisis de difracción de electrones revela sólo caolinita. Esto se debe al hecho de que la illita se encuentra en forma de partículas grandes que no pueden examinarse mediante difracción de electrones (partículas de más de 0,05 mk), y la caolinita, por el contrario, debido a su alto grado de dispersión, se detecta únicamente por difracción de electrones. El análisis térmico confirmó que esta fracción es una mezcla de illita y caolinita.

El método del microscopio electrónico no da una respuesta definitiva, ya que en las bauxitas, especialmente las densamente cementadas, la forma natural de las partículas no se conserva después de triturar y disolver las muestras en ácidos. Por lo tanto, la observación bajo un microscopio electrónico tiene un valor auxiliar o de control para los análisis de difracción de electrones y difracción de rayos X. Permite juzgar el grado de homogeneidad y dispersión de una fracción particular, la presencia de impurezas que pueden reflejarse en los análisis antes mencionados.

Entre otros métodos de investigación, cabe destacar la separación magnética. Los granos de maghemita-hematita se aíslan mediante un imán permanente.

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