Bauxita: , boehmita, hidrogoetita, hidrohematita, aluminogetita, aluminohematita, . Por apariencia Las bauxitas son muy diversas. Su color suele ser rojo, marrón pardusco, con menos frecuencia gris, blanco, amarillo y negro. Por estado de agregación distinguir las bauxitas que son densas (pedregosas), porosas, terrosas, friables y arcillosas; según las características estructurales: clásticas (pelita, arenisca, gravelita, conglomerado) y concrecionarias (oolíticas, pisolitas, leguminosas); por textura: colomorfo (uniforme, en capas, etc.). Debido a la diferente porosidad, la densidad de la bauxita varía de 1800 (bauxita suelta) a 3200 kg/m 3 (bauxita pétrea).
Según la composición mineral predominante, se distinguen las bauxitas: monohidróxido, compuesto de diáspora, boehmita, trihidróxido -; composición mixta: diáspora-boehmita, boehmita-gibbsita. También existen divisiones más detalladas de las bauxitas según la composición mineral: chamosita-boehmita, chamosita-gibbsita, gibbsita-caolinita, goetita-camosita-boehmita, caolinita-boehmita, etc. Según las condiciones de formación, las bauxitas se dividen principalmente en laterita (residual) y redepositada (sedimentaria). Las bauxitas se formaron como resultado de un procesamiento químico profundo (lateralización) de rocas de aluminosilicato en un clima tropical húmedo (bauxitas lateríticas) o como resultado de la transferencia de productos de meteorización lateríticas y su redeposición (bauxitas sedimentarias). Dependiendo de la posición tectónica, se distinguen las bauxitas de plataformas y áreas geosinclinales, así como las bauxitas de islas oceánicas. Las bauxitas forman cuerpos laminares y lenticulares de espesor variable, y en cuanto a depósitos son de forma lineal, isométrica e irregular. A menudo los depósitos constan de varias lentes (en sección vertical). La calidad de las bauxitas lateríticas suele ser alta, mientras que las bauxitas sedimentarias pueden oscilar entre calidad alta (por ejemplo, los depósitos de los Urales del Norte) y calidad inferior (el depósito de Boksonskoye en Buriatia).
La bauxita es el principal mineral para la extracción de alúmina (AL 2 O 3) y aluminio; se utilizan en la industria abrasiva (electrocorindón), en la metalurgia ferrosa (fundente para la fundición de acero de hogar abierto), las bauxitas con bajo contenido de hierro se utilizan para producir refractarios mullitizados con alto contenido de alúmina, cementos aluminosos de endurecimiento rápido, etc. Las bauxitas son una materia prima compleja ; contienen Ga, así como Fe, Ti, Cr, Zr, Nb y elementos de tierras raras. Los requisitos de calidad para la bauxita extraída (comercial) están determinados por GOST, así como por los términos contractuales entre proveedores y consumidores. Según la clasificación del actual GOST 972-74, la bauxita se divide en 8 grados dependiendo de la relación en peso del contenido de alúmina y sílice (el llamado módulo de silicio). Para el grado más bajo (B-6, grado II), el módulo de silicio debe ser al menos 2 con un contenido de alúmina de al menos 37%; para bauxitas de alto grado (B-0, B-00), el módulo de silicio debe ser; más de 10 con un contenido de alúmina igual o superior al 50%. Las variedades y grados de bauxita seleccionados tienen sus propias áreas de uso industrial.
La bauxita se extrae mediante métodos a cielo abierto o, con menos frecuencia, subterráneos. La elección del esquema tecnológico para procesar la bauxita depende de su composición. La producción de aluminio a partir de bauxita se lleva a cabo en 2 etapas: en la primera, la alúmina se obtiene por métodos químicos, en la segunda, el metal puro se aísla de la alúmina mediante electrólisis en una masa fundida de sales de fluoruro de aluminio. En la producción de alúmina se utiliza principalmente el método hidroquímico de Bayer, el método de sinterización, así como el método combinado de sinterización de Bayer (opciones paralelas y secuenciales). El principio del proceso Bayer consiste en tratar (lixiviar) la bauxita finamente molida con una solución concentrada de sosa cáustica, como resultado de lo cual la alúmina se disuelve en forma de aluminato de sodio (NaAl 3 O 2). El hidróxido de aluminio (alúmina) se precipita a partir de una solución de aluminato purificada a partir de lodo rojo. La bauxita de baja calidad se procesa más de una manera complicada— el método de sinterización, en el que se sinteriza una carga de tres componentes (una mezcla de bauxita triturada con piedra caliza y sosa) a 1250°C en hornos rotatorios. La torta resultante se sinterizó con una solución alcalina circulante de concentraciones débiles. El hidróxido precipitado se separa y se filtra. El esquema paralelo combinado de sinterización de Bayer prevé el procesamiento simultáneo de bauxita de alta y baja calidad (alto contenido de silicio) en una sola planta. El esquema combinado secuencial de este método incluye el procesamiento de bauxita en alúmina, primero mediante el método Bayer y luego la extracción adicional de alúmina de los cascos rojos sinterizándolos con piedra caliza y soda. Las principales zonas productoras de bauxita (ver mapa) se encuentran en la parte europea de la URSS, en los Urales y en Kazajstán.
En la parte europea, se conocen en la región de Arkhangelsk (Iksinskoye, etc.), en el Timán medio (Vezhayu-Vorykvinskoye, etc.) y en el sur (Timsherskoye, Puzlinskoye, etc.), en la región de Leningrado (Tikhvinskoye) y Región de Belgorod (Vislovskoye, etc.) regiones de la RSFSR. En los Urales, los depósitos de bauxita se desarrollan en las regiones de Sverdlovsk (región portadora de bauxita de los Urales del norte) y Chelyabinsk (depósitos de los Urales del sur) de la RSFSR. En el norte de Kazajstán, los depósitos de bauxita se concentran en las regiones de Kustanay (depósito de Krasnooktyabrskoye, Belinskoye, Ayatskoye, East Ayatskoye y otros) y Turgay (grupo de depósitos de East Turgay) de la RSS de Kazajstán. EN Siberia oriental Las bauxitas se encuentran en el área del levantamiento Chadobetsky de la región de Angara y en la región oriental (Boksonsky).
Las bauxitas más antiguas de la URSS se conocen en el depósito de Bokson (Precámbrico, Vendiano). Las bauxitas del grupo de los Urales del Norte están asociadas con depósitos del Devónico Medio, mientras que las bauxitas del Timán Medio están asociadas con depósitos del Devónico Medio y Superior. Las bauxitas de los depósitos de Iksinsky y Vislovsky se encuentran en los depósitos del Carbonífero Inferior; los depósitos del norte de Kazajstán se formaron en el Cretácico y el Paleógeno y son los más jóvenes.
Posee importantes reservas de bauxita (yacimientos en las provincias de Shandong, Henan, Gansu, Yunnan, Liaoning, Shaanxi, etc.), (yacimientos de Halimba, Nyirad, Iskaszentgyorgy, Gant, etc.), (yacimientos de Vlasenica, Drniš, Lika Plateau, Bijela Lipa, Obrovac, Niksic, Bijela Polana), también se conocen depósitos de bauxita en la RPDC.
En los países capitalistas industrializados y en desarrollo, las reservas de bauxita a principios de 1982 ascendían a unos 22 mil millones de toneladas, incl. probadas 13,5 mil millones de toneladas Las principales reservas de bauxita se encuentran en los países en desarrollo: alrededor del 75% (16,7 mil millones de toneladas), incl. probado alrededor del 75% (10,1 mil millones de toneladas). EN países desarrollados en Australia se conocen depósitos de bauxita de alta calidad en forma de capas de laterita; Su participación en las reservas totales es aproximadamente del 20%. La mayor parte de los depósitos de bauxita se encuentran en zonas poco exploradas de países tropicales, por lo que se espera que continúe la tendencia de que las reservas crezcan más rápido que la producción.
En 1974 se creó la Asociación Internacional de Países Mineros de Bauxita. Inicialmente incluía:
Véase también Industria del aluminio.
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 de los Urales del Norte - Cheremukhovskoye grande, mediano - Red Cap, Kalinskoye, Novokalinskoye), la República de Komi (26% de las reservas de la Federación de Rusia; depósitos poligénicos del grupo Vorykvinsky de las zonas portadoras de bauxita de Timan - grande Vezhayu-Vorykvinskoye, mediano - Verkhneshugorskoye, Vostochnoye), región de Arkhangelsk (18% de las reservas de la Federación de Rusia; grande 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, 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%) en los yacimientos Urales del norte; El depósito más grande de Iksinsky (aproximadamente el 18% de las reservas rusas) 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.
Como se señaló anteriormente, la bauxita contiene varias combinaciones hasta 100 elementos de la tabla periódica. El número de minerales también se acerca a 100. Desde un punto de vista tecnológico, todos los minerales de bauxita se pueden dividir en tres grupos. El primero incluye minerales que contienen aluminio: gibbsita, boehmita y diáspora. El segundo incluye minerales que complican o alteran la tecnología de producción de alúmina. Se trata de minerales que contienen sílice, diversos silicatos y aluminosilicatos, carbonatos, sulfuros y sustancias orgánicas. El tercer grupo son los compuestos de lastre, que no sufren cambios durante el procesamiento tecnológico y se eliminan del ciclo tecnológico en forma de lodo. Estos incluyen óxidos de hierro y compuestos que contienen titanio. Cabe señalar que esta división es arbitraria, ya que no tiene en cuenta todas las cualidades de los minerales, además de que en diferentes condiciones de producción el comportamiento de los minerales puede ser exactamente el contrario. Por ejemplo, el mineral calcita (CaCO3), que en el proceso Bayer es una impureza nociva, se convierte en un componente útil en el proceso de sinterización, etc.
Minerales de bauxita que contienen silicio y su comportamiento de lixiviación. El contenido de sílice (SiO2) en la bauxita varía ampliamente (2-20%) y se caracteriza por el módulo de silicio. La sílice en la bauxita se encuentra en forma libre y ligada. Los minerales de bauxita que contienen silicio incluyen ópalo SiO2*H2O, calcedonia SiO2, α-cuarzo SiO2, así como diversos aluminosilicatos y silicatos (caolinita Al2O3*2SiO2*2H2O, chamosita (Mg, Al, Fe)12 [(Si, Al)8O20 ](OH)16 y otros minerales). Según la reactividad de disolución en soluciones alcalinas de aluminato, los minerales que contienen sílice se pueden ordenar de la siguiente manera: hidrogel de sílice - mineral de ópalo - minerales de caolín - cuarzo.
Caolinita- el principal mineral de bauxita que contiene sílice. Su grupo también incluye dikkit y nacrita.
Las curvas de calentamiento de este mineral tienen 2 efectos endotérmicos en el rango de 400 a 600 °C y un efecto exotérmico a 900 °C. En minerales con una estructura desordenada, aparece otro efecto endotérmico a 100-200 °C.
Cuando se calienta, se producen las siguientes transformaciones:
Cuando se calienta, la caolinita se transforma en metacaolinita, luego en espinela de silicio y el producto final es mullita con piedra cristalina.
La caolinita y los minerales de su grupo interactúan con soluciones de aluminato alcalino para formar silicato de hidroalúmina de sodio (ver fórmula (4.9)). La intensidad de su disolución depende de la concentración de la solución de aluminato alcalino y de su temperatura. Así, cuando el contenido de Na2O aumenta de 120 a 220 g/l a una temperatura de proceso de 105 °C, la caolinita se disuelve completamente. Reducir la temperatura de la solución de aluminato a 70 °C, en comparación con 105 °C, conduce a una fuerte disminución de la solubilidad del mineral. En las condiciones del método hidroquímico de Bayer, primero se descomponen completamente los minerales de caolín.
Cuarzo generalmente incluido en la bauxita en forma de modificación α: α-SiO2. Su contenido en bauxita es variable y oscila entre el 3 y el 11%. Existe información contradictoria sobre el comportamiento del cuarzo en soluciones alcalinas. En particular, los autores F.F. Lobo y O.I. Pudovkin cree que el α-SiO2 no se disuelve en soluciones fuertes de aluminato alcalino con una concentración de Na2O de 300 g/l y un módulo cáustico de la solución de 4-7 unidades. Según otros investigadores, con una molienda suficientemente fina, la solubilidad del cuarzo no es inferior a la solubilidad del gel de ácido silícico. Posteriormente, los autores S.I. Kuznetsov y otros demostraron mediante microscopía electrónica que los cristales individuales de α-SiO2 se disuelven en soluciones alcalinas ya a 100 °C. Por tanto, el cuarzo en las condiciones del método hidroquímico de Bayer es un componente activo. A temperaturas elevadas (220-230 °C) durante la lixiviación de bauxita en autoclave, el cuarzo se disuelve completamente.
Chamosita(Fe2+, Mg)23 * (Fe3+, Al)0,7 * (Si1,4*Al0,6)O5 * (OH)4: este mineral pertenece al grupo de los aluminosilicatos estratificados. El término "chamosita" a menudo se refiere a clorito ferruginoso. En las materias primas que contienen alúmina, la bauxita es también el principal mineral que contiene sílice. Se encuentra con mayor frecuencia en los depósitos de bauxita de SUBR, Timan y YuUBR. La composición química de las chamositas es muy variable. Hay chamositas con predominio de hierro divalente y trivalente.
El contenido de los componentes principales en ellos varía dentro de los siguientes límites: SiO2 = 18-33%, Al2O3 = 20-30%, Fe2O3 = 1-18%, FeO = 2-39%, MgO = 0,6-6,5%, H2O = 7-11%.
Se estableció experimentalmente que en soluciones de aluminato en el proceso Bayer, la solubilidad de la chamosita depende de su composición química y mineralógica. En particular, la chamosita profundamente oxidada que contiene FeO ≤ 1% se disuelve en un 96% en 4 horas ya a 95 °C. La chamosita poco oxidada con un contenido de FeO de aproximadamente el 11,5% en las mismas condiciones se disuelve entre un 25 y un 35%.
La interacción de la chamosita con NaOH se puede describir mediante la siguiente reacción:
Esta reacción puede ser una de las razones del aumento de presión en los autoclaves y la aparición de hierro divalente en soluciones. Se descubrió que durante el procesamiento de un nuevo tipo de materia prima, la bauxita de Timan, en las fundiciones de aluminio de los Urales, aumentó considerablemente el número de purgas en las baterías de autoclave, lo que también confirma la versión de la descomposición de chamositas y cloritas durante la lixiviación.
Cabe señalar que la liberación de hidrógeno durante esta reacción puede resultar peligrosa.
El proceso de conversión de sílice bauxita en GASN ocurre en 2 etapas (Fig. 4.12):
1) disolución de sílice en una solución de aluminato alcalino (ver fórmula (4.6));
2) cristalización de GASN de la solución (ver fórmulas (4.7), (4.8)). La solubilidad de GASN disminuye al aumentar la temperatura; por esta razón, las soluciones de aluminosilicato se desiliconizan mejor y más profundamente cuando el proceso se lleva a cabo a temperaturas de 150-170 °C.
La mayoría de los investigadores creen que composición química El HASN liberado no es constante, depende de la temperatura, composición y concentración de la solución de aluminato y corresponde a la fórmula convencional nNа2O*Al2O3*(1,4-2)SiO2*xH2O. Este aluminosilicato, en su composición y forma, pertenece a un mineral natural llamado “sodalita”: 7(Na2O*Al2O3*SiO2)*2NaAlO2*nH2O.
La formación de compuestos insolubles con sílice provoca las principales pérdidas de óxido de aluminio y álcali con lodo rojo en forma de HASN (ver fórmula (3.4) - pérdidas de Na2O y Al2O3 en la forma nNa2O*Al2O3*(1.4-2)SiO2* xH2O).
La sílice (SiO2) es una de las impurezas más dañinas en el procesamiento de bauxita con el método Bayer. De ahí la restricción del uso de bauxita con un módulo bajo de silicio, menos de 7-8 unidades.
En presencia de cal, parte de la sílice de bauxita se une formando un nuevo compuesto llamado “hidrogranate de aluminio” (3CaO*Al2O3*0,55SiO2*5,5H2O), lo que conduce a una disminución de las pérdidas de álcalis con el lodo rojo. En este caso, se produce la siguiente reacción química:
Por ejemplo, al lixiviar bauxita de los Urales del Norte sin añadir cal, se forma un lodo rojo con un contenido de Na2O del 6 al 8%. Al agregar 3% en peso de CaO a esta pulpa de bauxita, el contenido de álcali en el lodo rojo se reduce a 3-4%.
La velocidad y la integridad de la disolución del cuarzo libre dependen del tamaño de las partículas, la concentración de la solución de aluminato y la temperatura del proceso (ver Fig. 4.13, 4.14). La sílice amorfa y su gel se disuelven más rápido en álcalis cáusticos que el cuarzo. El cuarzo de grano grueso se disuelve más lentamente que el cuarzo muy disperso.
La disolución de minerales de silicio y la liberación de compuestos GASN insolubles de las soluciones de aluminato durante el proceso de lixiviación provocan un crecimiento excesivo de los equipos de intercambio de calor al calentar bauxita con una solución circulante en intercambiadores de calor, así como pérdidas de componentes útiles. Por lo tanto, para atenuar este efecto nocivo, se recomienda mantener la pulpa de bauxita en mezcladores húmedos a una temperatura de 100 ° C durante 4 a 6 horas antes de calentarla. Esto conduce a la creación de condiciones para la transferencia de la parte soluble de la sílice de bauxita al hidroaluminosilicato de sodio incluso antes de la lixiviación de los principales minerales de bauxita que contienen aluminio.
I.S. obtuvo curvas interesantes. Lileev cuando estudió el comportamiento de la sílice disuelta en soluciones de aluminato de bajo módulo con αk = 1,7 en t = 70 °C. Se identificaron claramente tres regiones del estado de sílice (ver Fig. 4.15). La región I es la región del estado de equilibrio de la solución. La región II, delimitada en el diagrama de estado por la línea de equilibrio (OS), es la región del estado de equilibrio de la sílice, y la línea de sobresaturación límite (OA), llamada región metaestable. Una solución en la región metaestable puede permanecer en un estado de equilibrio inestable durante cualquier período de tiempo, reteniendo sílice. La región III pertenece a la región lábil y es absolutamente inestable. Estar en esta área conduce a la cristalización espontánea (espontánea) de GASN. Posteriormente, se estudió el comportamiento de la sílice en las mismas condiciones, pero sólo en la región de mayores concentraciones de alúmina en solución. Gracias al promedio y aproximación de los datos experimentales obtenidos, fue posible derivar ecuaciones para la limitación de estas regiones.
Al extrapolar datos experimentales sobre el comportamiento de la sílice en soluciones concentradas de aluminato, se obtuvieron resultados procesados matemáticamente del comportamiento de la sílice en solución y se identificó claramente la región del estado metaestable de la sílice.
El patrón de retención de sílice en la región metaestable también se confirmó en soluciones con altas concentraciones de alúmina. También se demostró que diluir estas soluciones concentradas a concentraciones generalmente aceptadas permite que la sílice permanezca en la región metaestable (curva RH), lo que permite la posterior separación del lodo rojo de la solución de aluminosilicato.
Región I: región del estado de equilibrio de la sílice.
Región II: región del estado metaestable de la sílice.
Región III: la región del estado lábil de la sílice, en la que la sílice prácticamente no se retiene en solución y se libera intensamente en forma de HASN.
Al lixiviar minerales y tortas es necesario lidiar con concentraciones extremadamente altas de sílice en soluciones de aluminato. La desiliconización de soluciones de aluminato a través de GASN es posible debido al contenido extremadamente bajo de sílice (curva OS) en la región de equilibrio. La región por encima de la curva OA es la región del estado lábil de la sílice, donde prácticamente no puede ser retenida por la solución y se libera de ella.
Minerales de bauxita que contienen hierro y su comportamiento de lixiviación. Los compañeros constantes de los principales minerales formadores de rocas de la bauxita (óxido e hidróxido de aluminio y caolinita) son los compuestos de hierro. Los minerales de bauxita que contienen hierro están representados por cuatro clases de compuestos: óxidos, sulfuros y sulfatos, carbonatos y silicatos. De la primera clase de minerales, la más común, cabe distinguir la hematita y la hidrohematita, la goetita y la hidrogoetita, la limonita y el hematogel, así como la magnetita y la maghemita. Se ha establecido que las bauxitas de diáspora son más ricas en sulfuros en comparación con las bauxitas de boehmita-gibbsita y gibbsita. Los carbonatos de hierro están presentes predominantemente en las bauxitas de gibbsita.
goethita(α-FeOOH) es un compañero constante de las bauxitas y es el principal mineral de las bauxitas gibbsitas en países tropicales y depósitos mediterráneos. La red cristalina de la goethita es similar a la diáspora y el γ-FeOOH en su estructura corresponde a la boehmita.
En las condiciones del proceso Bayer, la goethita en soluciones alcalinas, al deshidratarse, se convierte en hematita α-Fe2O3. Sin afectar la química del proceso Bayer, la goethita puede alterar el proceso de espesamiento del lodo rojo. Esto se debe a su capacidad para deshidrogenar e hidrogenar de forma reversible. Si se cuece la bauxita hasta que el mineral goethita esté completamente deshidratado, el proceso de espesamiento se produce sin complicaciones.
lepidocrocita(γ-FeOOH) es un mineral raro en las bauxitas; su estructura corresponde a la boehmita. Este mineral es un compuesto inestable y en soluciones alcalinas de aluminato se recristaliza en maghemita: γ-, α-Fe2O3, Fe2O3. Esta conexión es magnética.
Hematites(α-Fe2O3) es el principal mineral que contiene hierro de la bauxita SUBR. La cantidad de hematita del contenido total de Fe2O3 en la bauxita suele ser del 80 al 90%. La hematita forma parte de los granos y de la masa cementante. A menudo está finamente disperso y se encuentra en estrecha asociación con otros minerales. En la bauxita, la hematita está tan finamente dispersa que se puede separar en forma pura falla. La hematita artificial se puede obtener deshidratando la goethita calentándola o tratándola con una solución alcalina. La hematita es prácticamente insoluble en soluciones de aluminato alcalino y es una impureza de lastre en el proceso Bayer. La hematita es débilmente magnética, y esto se explica por la presencia en ella de una pequeña cantidad de magnetita Fe3O4 y maghemita γ-Fe2O3.
maghemita(γ-Fe2O3) - altamente magnético. EN condiciones naturales Se encuentra en rocas sedimentarias ricas en materia orgánica. También se puede obtener deshidratando lepidocrocita o goethita. Cuando se calienta, se transforma irreversiblemente en hematita.
Magnetita((FeIIFeIII2)O4) es un componente inerte de la bauxita y no interactúa con soluciones de aluminato alcalino.
Carbonatos de hierro. El mineral más común es la siderita FeСO3.
Se encuentra en bauxitas monohidrato y gibbsita. Su cantidad en estas bauxitas es variable. El contenido medio de bauxitas de Octubre Rojo es del 6%. En algunos lotes, hasta un 30%. La siderita rara vez es un mineral puro. Contiene manganeso y magnesio en cantidades notables (del 5 al 30%). La sustitución del hierro por calcio se produce en cantidades más limitadas (hasta un 10%). Este mineral es una impureza muy dañina porque interactúa intensa e irreversiblemente con soluciones alcalinas, lo que conduce a su decaustificación.
En particular: FeCO3+ 2NaOH + H2O = NaCO3+ Fe(OH)3 + 1/2 H2.
La formación de hidrógeno puede provocar un aumento de presión en los autoclaves. Fe(OH)3 es un componente coloidal finamente disperso del lodo rojo; su presencia en el lodo rojo aumenta el consumo de harina de centeno durante el espesamiento. Además, las soluciones alcalinas están contaminadas con hierro divalente, cuyo contenido oscila entre 0,008 y 0,725 g/l. Durante la descomposición, el hierro se libera junto con el hidróxido de aluminio y reduce la calidad del producto resultante.
Minerales de sulfuro de hierro. Casi todo el azufre (92-95%) en la bauxita está representado por minerales de sulfuro de hierro: pirita, melnikovita-pirita, pirrotita, marcasita, calcopirita.
Según la reactividad de disolución en soluciones alcalinas, se ordenan en la siguiente serie: melnikovita-pirita → pirrotita → marcasita → pirita → calcopirita. El mineral más común es la pirita (FeS2), un representante típico del sulfuro de hierro en la bauxita. Existe una variedad coloidal: la melnikovita. En soluciones de aluminato alcalino según el método Bayer, la pirita se disuelve en un 10-20% y la melnikovita en un 100%. Son posibles sustituciones isomorfas de hierro por níquel y cobalto hasta un 14-20%. Los minerales de sulfuro de hierro tienen un efecto negativo en Bayer y en los procesos de sinterización. Por lo tanto, existen restricciones sobre el contenido de azufre en las materias primas de bauxita. Se ha establecido experimentalmente que es rentable procesar bauxita tanto por el método Bayer como por el método de sinterización con un contenido de azufre no superior al 1%. La presencia de sulfuros provoca pérdidas irreversibles de álcali en forma de sulfuros, polisulfuros y sulfatos de sodio. Actualmente, se han desarrollado métodos para purificar soluciones de aluminato alcalino de impurezas de azufre y hierro agregando cobre u óxido de zinc a las soluciones.
La reacción química de descomposición de pirita en soluciones de aluminato alcalino se presenta a continuación:
La extracción de azufre en solución depende de la forma mineralógica y la estructura del sulfuro. La melnikovita tiene la mayor reactividad. La descomposición de los minerales sulfurados se produce principalmente a temperaturas superiores a 180 °C y aumenta con el calentamiento. Un aumento en la concentración de álcali en la solución tiene un efecto similar. este problema Ocurre de forma aguda cuando se recibe para su procesamiento bauxita con un contenido de azufre superior al 1%. Con tal contenido de azufre, la contaminación de las soluciones con hierro aumenta drásticamente y la calidad de la alúmina resultante disminuye. El hierro se disuelve en forma del compuesto Na2*2H2O - hidroxotioferrato de sodio. Además, se observó que la corrosión de los equipos está aumentando (la vida útil de los equipos de intercambio de calor mediante evaporación se reduce de 4,5 años a 9 meses). Los oleoductos también se están destruyendo rápidamente.
V.V. Grachev estableció una dependencia directa de la contaminación de soluciones con hierro del contenido de sulfuro de azufre en la solución (ver Tabla 4.2).
Así, se demostró que cuanto mayor es el contenido de sulfuro de azufre en la solución, más hierro disuelto contiene. Posteriormente, se estableció la presencia de cuatro formas de azufre en soluciones de aluminato alcalino: S2- - sulfuro, S2O3b2- - tiosulfato, SO3b2- - sulfito, SO4b2- - sulfato.
Durante la oxidación durante el proceso de lixiviación, ocurren los siguientes cambios en las formas de transición del azufre:
S2- → S2О3в2- → SO3в2- → SO4в2-
El comportamiento de estas formas de oxidación de azufre durante la lixiviación de minerales sulfurados se presenta en la Fig. 4.16.
Se ha calculado la energía de activación para la transición del sulfuro de azufre a diversas formas y se ha siguientes valores: I. Еа = 2100 kJ/mol a S2О3в2-; II. Еа = 4396 kJ/mol a SO3в2-; III. Еа = 6007 kJ/mol a SO4в2-.
De los datos presentados se desprende claramente que la primera etapa es la que consume menos energía y se produce a temperaturas inferiores a 100 °C; Se ha demostrado experimentalmente que la oxidación completa del sulfuro de azufre a sulfato de azufre requiere un cierto tiempo (ver Tabla 4.3).
La velocidad de interacción depende de la superficie de contacto y de la solubilidad del oxígeno en la solución de aluminato, es decir, se debe suministrar oxígeno muy disperso.
El hierro es un compañero integral del azufre; también se encuentra en soluciones de aluminato en diversas formas y sufre los siguientes cambios durante la oxidación del azufre:
2- - hidroxisulfato de hierro (rojo);
3- - da la solución verde a 25°C;
3-n - complejo hidroxoaqua.
Durante el proceso de descomposición, este complejo hidroxoaqua de hierro coprecipita con hidróxido de aluminio, introduciéndose en su red cristalina y contamina el hidróxido resultante con impurezas de hierro, reduciendo aún más la calidad de la alúmina resultante.
Formas de combatir los minerales de sulfuro:
1) la tostación por encima de 600 °C permite destruir los minerales de sulfuro y eliminar la mayor parte del azufre en forma de gases, pero no se puede lograr una eliminación completa del azufre;
2) flotación de pirita a partir de materias primas de bauxita (la flotación de pirita en agua y su flotación en soluciones de aluminato alcalino fueron probadas experimentalmente en el Departamento de Metalurgia de Metales Ligeros de la UPI por F.F. Fedyaev, V.S. Shemyakin, V.V. Saltanov, etc.) . Posteriormente se llevaron a cabo pruebas industriales de esta tecnología en la planta concentradora de la ciudad de V. Pyshma y en la fundición de aluminio de Bogoslovsky. Sin embargo, esta tecnología no ha recibido implementación industrial;
3) el enriquecimiento radiométrico y fotométrico durante la preparación del mineral de materias primas de bauxita son actualmente las áreas más prometedoras;
4) adición de ZnO a soluciones de aluminato. Como resultado, se forma ZnS, que elimina el azufre del lodo rojo. El contenido de hierro ferroso en la solución se reduce drásticamente. Por primera vez esta tecnología, desarrollada en el Departamento de Metalurgia de Metales Ligeros UPI V.V. Grachev, T.A. Sin recubrimiento y otros, se utilizó con éxito en la fundición de aluminio de los Urales a mediados de los años 70 y 80. el siglo pasado.
Minerales de bauxita que contienen titanio y su comportamiento de lixiviación. El óxido de titanio TiO2 está contenido en todas las bauxitas, tanto en forma libre como en forma de diversos compuestos químicos. La cantidad total de TiO2 en la bauxita es variable y oscila entre el 1 y el 10%. En particular, en las bauxitas del depósito de Altai - 2-4% TiO2, Krasnooktyabrsky - 1,5-2,5% TiO2, Tatar - 2-10% TiO2, Gayansky - 1-2% TiO2.
Los principales minerales de titanio: anatasa, rutilo, ocasionalmente brookita, ilmenita; con menos frecuencia esfena, titanomagnetita y perovskita.
rutilo(TiO2) es un mineral común en la bauxita. En algunos casos, están presentes hasta un 8-10% de Fe(II) y Fe(III). El rutilo es el portador de uranio y torio en la bauxita. En soluciones alcalinas, el rutilo puede formar varios compuestos como titanatos y silicatos de sodio. En presencia de cal, se forma un compuesto de perovskita: CaO*TiO2. Químicamente, el rutilo es menos activo que la anatasa.
anataz(TiO2) es el mineral de titanio más común en la bauxita. Contiene hasta un 1% de hierro y estaño. La estructura de la anatasa es similar a la del rutilo y las diferencias radican en la diferente disposición de los octaedros [TiO6]. En los procesos tecnológicos de producción de alúmina, sirve como fuente de pérdidas de álcalis debido a la formación de titanatos de sodio. En presencia de óxido de calcio, la perovskita cristaliza. Al aumentar la temperatura, la actividad anatasa aumenta drásticamente.
Ilmenita(FeO*TiO2) - forma parte de la masa cementada de bauxita. La ilmenita es inerte en el proceso Bayer.
esfena(CaO*TiO2*SiO2) - en las bauxitas, SUBR está presente en forma de grandes granos aislados o acumulaciones de pequeños granos con bordes no desarrollados. El color es amarillo verdoso o gris pardusco. La esfena también se encuentra en la masa cementante de la bauxita y, con menos frecuencia, en los frijoles. En el proceso tecnológico, la esfena también es inerte.
titanomagnetita(TiO2*Fe3O4): se encuentra más a menudo en las bauxitas de diáspora-boehmita en forma de inclusiones en grandes cristales negros con brillo metálico. El mineral es inerte en el proceso tecnológico.
En VAMI se estudió por primera vez el comportamiento de los minerales de titanio durante la lixiviación de bauxita. Los datos obtenidos mostraron que cuando el rutilo obtenido artificialmente se trataba con una solución alcalina o de aluminato, el contenido de TiO2 en la solución resultó ser insignificante: de 12 a 100 mg/l (ver Fig. 4.17).
En presencia de aditivo de cal, no se detecta el contenido de TiO2 en la solución.
Posteriormente se descubrió que la adición de TiO2 durante la lixiviación de bauxita de los Urales del Norte, así como diáspora pura y boehmita, reduce la extracción de alúmina en la solución (Fig. 4.17, 4.18). En presencia de cal, introducida en función de la relación CaO:TiO2≥1, la adición de TiO2 no reduce el rendimiento de alúmina en solución. El papel de la cal en este caso se reduce a la formación de titanato de calcio: 2CaO*TiO2*nH2O.
Durante el experimento se observó que cuando la diáspora se disuelve en una solución alcalina de aluminato en presencia de TiO2, las paredes de los autoclaves se cubren con una capa blanca sólida que no se lava con agua. El análisis químico y de rayos X de esta placa mostró que se trata de metatitanato de sodio insoluble, NaНТiO3.
TiO2 + NaOH = NaНТiO3
TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3 + H2O
Na2ТiO3 + Н2О = NaНТiO3 + NaOH
En base a esto, se supuso que la misma película podría cubrir cristales de diáspora o boehmita. Su espesor se estableció en 18 angstroms. Afilado impacto negativo El titanio sobre la disolución de la diáspora se muestra en la Fig. 4.19.
Así, se muestra el efecto negativo del óxido de titanio sobre la disolución de la diáspora y la boehmita. Esto se explica por el hecho de que una película protectora de metatitanato de sodio tiene tiempo de formarse sobre el cristal ya durante el calentamiento de la pulpa a una temperatura más baja que la temperatura de lixiviación de la bauxita de diáspora, es decir, antes de que se note la disolución del mineral de diáspora y la boehmita. . Con agitación prolongada, las partículas que componen la película se agregan en escamas más grandes, la película se destruye y aumenta la velocidad de disolución de la diáspora y la boehmita. Se han establecido dos formas de titanato de sodio:
1) Na2O*3TiO2*2,5H2O - cristales aciculares obtenidos en soluciones con concentraciones de Na2OR de hasta 400 g/l;
2) 3Na2O*5TiO2*3H2O - pequeños cristales equiaxiales obtenidos en soluciones con una concentración de Na2O superior a 400 g/l.
Posteriormente, se descubrieron los compuestos de titanio 5Fe2O3*TiO2*Al2O3 y 8Fe2O3*6Al2O3*TiO2*SiO2 en el barro rojo de las fábricas húngaras, que se denominaron “arenas de Dorr”.
A continuación se muestran una serie de actividades de disolución de los principales minerales de titanio en soluciones de aluminato alcalino:
Gel de TiO2 → anatasa → rutilo
Actualmente, a las fundiciones de aluminio de los Urales se suministra bauxita con el siguiente contenido de óxido de titanio en la materia prima: SUBR - 1,5-2% de TiO2, bauxita de Timan Medio - 3-4% de TiO2. Además, en la bauxita de Subrovsky, el mineral de titanio se presenta en forma de anatasa, y en la bauxita de Timan Medio, en forma de rutilo.
Minerales de bauxita que contienen carbonatos y su comportamiento de lixiviación. Entre los minerales que contienen carbonato de calcio se encuentran los siguientes minerales: calcita CaCO3, dolomita MgCO3*CaCO3, hidromagnesita 4MgCO3*Mg(OH)2*4H2O y siderita FeCO3. Todos estos minerales se descomponen fácilmente en condiciones de lixiviación en autoclave:
MeCO3 + 2NaOH = Na2CO3 + Me(OH)2
Los carbonatos son impurezas muy dañinas en las materias primas, ya que convierten el costoso álcali cáustico NaOH en carbonato Na2CO3.
calcita(CaCO3) es el carbonato más común en la bauxita. La curva de calentamiento tiene un endoefecto en la región de 800-950 °C, que se explica por la reacción de disociación: CaCO3 → CaO + CO2. La calcita se descompone activamente con los álcalis y cuanto más fuertemente, mayor es la temperatura de la solución y la concentración de álcali en ella. Este mineral es una de las impurezas dañinas de la bauxita debido a la decaustificación del álcali activo en solución según la reacción CaCO3 + 2NaOH = Na2CO3 + Ca(OH)2.
lo mas alto contenido En las bauxitas de los Urales del Norte se observó calcita: hasta un 7% de CO2, por lo que SUBR actualmente utiliza varios métodos mecánicos para el enriquecimiento de bauxita. En las bauxitas de los Urales del Norte, la calcita se disemina en granos y masa cementante. También rellena grietas y huecos, formando en ellos pinceles y minerales cristalizados gruesos. Cuando se muele y lixivia en húmedo la bauxita, el carbonato de calcio reacciona con el álcali y lo convierte en soda. La constante de equilibrio de esta reacción a una temperatura de 25 °C se calcula mediante la siguiente fórmula:
donde αCO3в2-, α(ОН)- - actividad iónica; LpCaCO3, LpCa(OH)2: producto de la solubilidad de CaCO3 y Ca(OH)2.
Con el calentamiento, la constante de equilibrio de la reacción aumenta, ya que el producto de solubilidad de la calcita aumenta y el producto de solubilidad de la cal disminuye a 200 °C es igual a la unidad; Se encontró que en una solución de aluminosilicato débilmente calentada, concretamente durante la molienda húmeda de bauxita (t = 95 ° C), la calcita se descompone para formar soda y aluminato de 3 calcio, que en estas condiciones es menos soluble que la cal. En particular:
3CaCO3 + 2NaAl(OH)4 + 4NaOH = 3CaO*Al2O3*6H2O + 3Na2CO3.
En la figura. La Figura 4.20 muestra las isotermas de solubilidad de fases sólidas formadas en el sistema Na2O-CaO-Al2O3-CO2-H2O a varias temperaturas, obtenidas por M.G. Leitezen y T.A. Potapova. Este diagrama muestra las regiones de estabilidad de 3CaO*Al2O3*6H2O.
Todas las soluciones de aluminato con una composición superior a la curva I están enriquecidas con sosa y no interactúan con la calcita. Las soluciones ubicadas debajo de la curva I descomponen la calcita con la formación de aluminato de calcio 3, y la región de su estabilidad aumenta al aumentar la concentración de álcali cáustico en la solución. Más tarde se descubrió que a temperaturas elevadas, el hidroaluminato de 3 calcio se vuelve inestable y se descompone con álcali según la reacción.
3CaO * Al2O3 * 6H2O + 2NaOH = 2NaAl(OH)4 + Ca(OH)2
Por lo tanto, los datos presentados muestran que durante la molienda húmeda de bauxitas de diáspora que contienen impurezas de calcita, este mineral se descompone completamente con la formación de hidroaluminato de 3 calcio y soda, y este hidroaluminato, cuando se lixivia, se descompone aún más en cal y aluminato de sodio. Se ha establecido que los carbonatos de calcio aceleran la lixiviación de las bauxitas de diáspora, pero deben considerarse impurezas nocivas, ya que durante la descomposición de los carbonatos se produce la decaustificación del álcali y la acumulación de soda en las soluciones de aluminato. Posteriormente, durante la evaporación, el carbonato de sodio se libera de la solución en forma de “sosa roja” y se envía a la etapa de sinterización para su caustificación. Además, se crean grandes dificultades al evaporar soluciones de aluminato alcalino, ya que los tubos calefactores de los evaporadores se llenan rápidamente de soda, lo que hace que la productividad de los dispositivos disminuya drásticamente. Por estas razones, no se recomienda el procesamiento de bauxita de diáspora que contenga más de un 3-4 % de CO2 para obtener alúmina mediante el método Bayer. Un aumento del contenido de CO2 por encima de la norma recomendada conlleva la necesidad de aumentar la potencia de la etapa de sinterización.
Fósforo y pequeñas trazas de bauxita. El contenido de fósforo en la bauxita en forma de P2O5 varía desde trazas hasta 8,0% y en promedio oscila entre 0,4 y 0,6%.
Las concentraciones de fósforo no están determinadas por el tipo mineral o genético de la bauxita, ni por la edad de los depósitos.
El contenido de fósforo (P2O5) en las bauxitas de diversos depósitos es el siguiente: en las bauxitas SUBR: 0,67%; en bauxitas del YuUBR - 0,20%; en bauxita STBR - 0,27%.
Los minerales de fósforo más probables en la bauxita son apatita 3 [Ca3PO4] * [Ca F, Cl)2]; vivianita Fe3(PO4)2 * 8H2O; francolita Ca10(PO4)6 * [A], AF2, (OH)2, CO3, O; evansita Al3(PO4)2 * 3Al(OH)3 * 12H2O.
El contenido máximo de P2O5 en la bauxita SUBR es del 0,8%. El fósforo se considera una impureza muy dañina. Al procesar la bauxita según el método Bayer, el fósforo se transfiere casi por completo a una solución de aluminato alcalino, formando el compuesto Na3FO4. Posteriormente, con una ligera disminución de la temperatura de la solución, el fosfato de sodio cristaliza, incrustando los tubos de calor, calentando las superficies de los intercambiadores de calor y evaporadores, reduciendo la duración de su funcionamiento. La presencia de fósforo afecta el tamaño de grano del hidróxido de aluminio (lo tritura), esto provoca una disminución en la calidad del producto comercial.
El patrón de distribución de pequeñas impurezas en bauxitas de diversos tipos geológicos o litológico-mineralógicos ha sido poco estudiado. Sin embargo, elementos como circonio, vanadio, cromo, níquel y cobalto están presentes en toda la bauxita. Actualmente se han identificado 43 elementos químicos en la bauxita, 27 de los cuales están clasificados como impurezas menores (su contenido en bauxita es inferior al 0,1%). Las formas mineralógicas de las impurezas menores de las bauxitas no se han estudiado suficientemente. La mayoría de las impurezas, como el galio y el escandio, no forman minerales independientes, pero debido a la proximidad de los radios de sus iones a los radios de los iones de aluminio, ingresan a las redes de los minerales de diáspora, boehmita y gibbsita. Cuando se procesa la bauxita según el método Bayer, el escandio y otros elementos de tierras raras se convierten completamente en lodo rojo, en el que su contenido aumenta entre 1,5 y 2 veces con respecto al contenido inicial en la bauxita. El barro rojo pertenece actualmente a los residuos generados por el hombre y es la materia prima base para la producción de estos elementos.
El contenido de pequeñas impurezas en la bauxita se presenta en la tabla. 6.5. De mayor interés son aquellas impurezas que tienden a acumularse en soluciones durante la producción cíclica: V, Ga, Cr.
Vanadio y su comportamiento durante la lixiviación. El vanadio puede estar asociado con óxido férrico. Se ha observado una relación entre su contenido y la cantidad de óxido de hierro en la bauxita.
La dependencia se expresa mediante la siguiente fórmula, %: V2O5 = 4,8*Fe2O3 *10v-3, donde Fe2O3 es el contenido porcentual de bauxita. Además, se observó una conexión entre los minerales de vanadio y aluminio debido a la proximidad de sus radios iónicos. Hay un aumento en el contenido de V2O5 con un aumento en el módulo de silicio de la bauxita, lo que puede ser consecuencia de la inclusión de vanadio en minerales de hidróxido de aluminio. El mayor contenido de vanadio se observa en materias primas de alúmina como la escoria de alto horno con alto contenido de hierro. En el procesamiento hidroquímico de la producción de alúmina, el vanadio se distribuye aproximadamente por igual entre la solución de aluminato alcalino y la fase sólida (lodo rojo).
Al acumularse en la solución de aluminato durante la descomposición, cae de la solución junto con el hidróxido de aluminio, reduciendo su calidad. El contenido de V2O5 en las soluciones que circulan en fábrica oscila entre 1,1 y 1,5 g/l, por lo que estas soluciones pueden servir como fuente para obtener vanadio a partir de ellas. El principal método para aislar el vanadio a partir de soluciones de aluminato alcalino es el método de cristalización, basado en la reducción de la solubilidad de los compuestos de vanadio en función de la concentración de la solución y de una disminución de la temperatura. Actualmente, este producto se extrae únicamente en la fundición de aluminio de Pavlodar.
Galio y su comportamiento durante la lixiviación. Galio: tmelt = 30 °C, t = 2000 °C; tiene una alta capacidad calorífica. Este elemento no forma minerales independientes, pero puede reemplazar isomórficamente al aluminio en sus hidróxidos. Se ha observado que hay más en las bauxitas de diáspora, ya que el GaOOH cristalino es isomorfo a la diáspora de AlOOH y puede incorporarse a su red cristalina. En las etapas tecnológicas de la producción de alúmina, el óxido de galio interactúa con el álcali y se disuelve en forma de galato de sodio disuelto:
Algunas hojas de galio proceso tecnológico con lodo rojo como resultado de la coprecipitación y la interacción química del anión galato con cationes metálicos. El contenido de galio en los principales productos obtenidos en el proceso Bayer se muestra en la tabla. 4.4.
Una cantidad significativa del galio comercial que ingresa al mercado mundial es producida por la industria del aluminio como subproducto del procesamiento de la bauxita. La investigación y la práctica industrial han demostrado que aproximadamente 2/3 del óxido de galio de la bauxita se disuelven y 1/3 permanece en el lodo rojo. Sinterizando lodo rojo con piedra caliza y sosa, y luego tratándolo con una solución de aluminato alcalino, se puede extraer el galio restante de la bauxita. Del mismo modo, el galio se puede extraer de la bauxita procesada mediante el método de sinterización. La fuente de galio en la producción de alúmina son las soluciones de aluminato, previamente purificadas de impurezas. En las refinerías de alúmina extranjeras, el galio se extrae de las soluciones del proceso Bayer mediante electrólisis sobre un ánodo de mercurio. Hemos desarrollado métodos para la deposición electroquímica sobre un cátodo de galio, así como la cementación de galio a partir de soluciones con gallamida de aluminio. Se llevó a cabo una gran cantidad de trabajo en el Instituto de Tecnología Química de la Rama de los Urales de la Academia de Ciencias de Rusia bajo la dirección de S.P. Yatsenko sobre la obtención de metal ultrapuro correspondiente al grado TU 48-4-350-84. También demostraron que la escala óptima de producción de galio en una planta de alúmina con una productividad promedio de 0,5 a 1,0 millones de toneladas de alúmina es un taller que produzca de 5 a 10 toneladas de galio por año. En este caso, la concentración de galio establecida en las soluciones circulantes depende poco de la escala de producción de galio.
El galio tiene varias propiedades valiosas y se utiliza en LED, láseres y baterías solares. Ha encontrado una amplia aplicación como componente de aleaciones de bajo punto de fusión, soldaduras, compuestos de endurecimiento por difusión, así como en materiales dentales.
Cromo y su comportamiento durante la lixiviación. Los compuestos de cromo se encuentran generalmente en las bauxitas en pequeñas cantidades (0,02-0,04%), pero algunas bauxitas contienen hasta un 3,0% de Cr2O3. Además de su supuesta conexión con el hidróxido de hierro, el cromo está asociado en la bauxita con la boehmita; El cromo trivalente es soluble en soluciones alcalinas para formar hexahidrooxocromato de sodio. Si hay un exceso de álcali, estos compuestos pueden acumularse en las soluciones de aluminato, volviéndolas verdosas. Si el cromo y la bauxita entran en la etapa de sinterización, después de su oxidación con oxígeno durante el proceso de sinterización, se forman cromatos de sodio, que son altamente solubles en agua y en soluciones alcalinas, el cromo se encuentra en forma hexavalente; En estas reacciones este compuesto es muy tóxico. El color del cromo hexavalente en soluciones alcalinas es rojo. Para eliminar el cromo hexavalente se pueden utilizar varios agentes reductores, en particular Ns2S, FeSO4*10H2O. El cromo pasa al estado trivalente y se libera de soluciones alcalinas en forma de Cr(OH)3, y con él coprecipita una cierta cantidad de aluminio, es decir, la pérdida de aluminio con el lodo rojo aumenta ligeramente.
Sustancias orgánicas en bauxita y su comportamiento en soluciones de aluminatos alcalinos. Los depósitos de bauxita de todo tipo contienen sustancias orgánicas. de diferentes orígenes. Estos son principalmente productos de la descomposición de residuos vegetales que han migrado a los depósitos; los residuos vegetales mineralizados se observan con menos frecuencia. El contenido medio de sustancias orgánicas en la bauxita es el siguiente: en forma de betún, hasta un 0,052%, huminas, hasta un 0,036%.
Los compuestos húmicos incluyen compuestos de alto peso molecular. Según la clasificación aceptada, las sustancias húmicas se dividen en 3 grupos:
1) soluble en agua - ácidos fúlvicos;
2) soluble en alcohol: ácidos hematomilánicos y sus derivados;
3) insoluble en agua o alcohol: ácidos húmicos.
El contenido orgánico permitido en las soluciones de producción de alúmina debe ser inferior al 3% de oxígeno. La materia orgánica es muy perjudicial para el proceso tecnológico, ya que su presencia afecta la velocidad y la integridad de la lixiviación de la bauxita. Los huminos ralentizan la descomposición de las soluciones de aluminato, reducen la tensión superficial de las soluciones, lo que provoca la formación de espuma, además de ralentizar el espesamiento del lodo rojo. La tostación y, en algunos casos, el lavado de la bauxita pueden reducir la concentración máxima de sustancias orgánicas en las soluciones de aluminato. Actualmente, la lucha contra la materia orgánica en soluciones alcalinas de aluminato se reduce al uso de agentes antiespumantes en forma de diversos tensioactivos orgánicos que permiten extinguir la espuma, así como a la oxidación de la materia orgánica con oxígeno u ozono. El balance de materia de la distribución de sustancias orgánicas se presenta en la tabla. 4.5.
El numerador de la fracción es el porcentaje de la cantidad total de sustancias orgánicas y el denominador es el porcentaje de la cantidad de sustancias orgánicas disueltas.
Así, de este balance de materia se desprende claramente que la mayor parte de la materia orgánica (83%) se liberó del ciclo con residuos de lodo rojo. Las sustancias orgánicas se eliminan de la solución principalmente con soda (coprecipitada con soda roja) y Al(OH)3. El hidróxido de aluminio obtenido por descomposición en la sucursal de Bayer se colorea con sustancias orgánicas en rosa a diferencia del hidróxido blanco como la nieve obtenido por sinterización. Cuantas más sustancias orgánicas haya, más abandonarán el ciclo de esta manera. Se ha establecido que las sustancias orgánicas son capaces de acumularse en soluciones de aluminato hasta un cierto límite, cuando se produce un equilibrio entre su ingesta y su eliminación de la solución. En este equilibrio, el contenido de estas sustancias debe permanecer por debajo del límite; de lo contrario, se necesitarán medidas adicionales para purificar las soluciones.
Los estudios han demostrado que las sustancias húmicas se lixivian casi por completo de la bauxita en forma de humatos alcalinos altamente solubles. El betún se lixivia en no más del 10%, y cuando la pulpa esterilizada en autoclave se diluye y espesa, precipita por completo. Las huminas se oxidan durante la lixiviación y parcialmente en otras etapas para formar oxalato de sodio y sustancias resinosas. Estas sustancias resinosas, compuestas principalmente de ácidos carboxílicos, colorean las soluciones de aluminato en marrón, y con contenidos elevados sus soluciones se vuelven negras.
Al estudiar el efecto de las sustancias orgánicas en el proceso de lixiviación, M.N. Smirnov demostró que las sustancias orgánicas que contienen grupos alcohol aceleran la lixiviación de las bauxitas de diáspora. Además, se encontró que aumentan la actividad de la cal, aumentando su solubilidad en soluciones de aluminato. Las sustancias resinosas (oxalato y acetato de sodio) no afectan la extracción de alúmina de la bauxita de diáspora. Las sustancias orgánicas que representan el betún reducen la velocidad de disolución de las diásporas en la bauxita. Según M.N. Smirnov, tales sustancias, cuando se lixivian, envuelven partículas de minerales de aluminio en bauxita y dificultan el acceso de la solución de aluminato a ellas. Las sustancias orgánicas ralentizan la descomposición de las soluciones de aluminato, la cristalización de la soda reciclada y el espesamiento del lodo rojo, además de complicar la evaporación de las aguas madre. Las sustancias orgánicas resinosas reducen la tensión superficial de las soluciones de aluminato y, por lo tanto, contribuyen a su formación de espuma durante el transporte y la mezcla. Se observa una formación de espuma especialmente fuerte en los mezcladores después de triturar la bauxita, en los lavadores de lodo rojo y en los descomponedores.
De la bauxita, del 3,8 al 11,9% de impurezas orgánicas, que son varias formas orgánicos (ver Fig. 4.21). Durante la circulación prolongada en el ciclo de Bayer, el contenido de materia orgánica en la solución circulante es casi 30 veces mayor que su suministro de bauxita. Los principales portadores de esta impureza son la solución circulante, el primer agua industrial y el hidróxido de semilla. Las sustancias orgánicas complican el proceso de espesamiento del lodo rojo, descomposición de soluciones de aluminato, cristalización de vanadio y cementación de galio. Se distinguen tres grupos principales de sustancias orgánicas en soluciones de aluminato alcalino: huminas y productos primarios de su descomposición con un peso molecular superior a 500, intermedios (ácidos fenólicos y carbonatos de benceno) y productos de bajo peso molecular. Los alcoholes, fenoles, cetonas y ácidos carboxílicos alifáticos tienen la capacidad de formar espuma (Tabla 4.6).
El esquema combinado de sinterización de Bayer garantiza el mantenimiento de la cantidad óptima de sustancias orgánicas en las soluciones circulantes eliminándolas con lodo rojo, hidróxido de aluminio y, especialmente, sosa circulante. Cuando se procesa bauxita únicamente según el método Bayer, es necesario separar especialmente las impurezas orgánicas de las soluciones para reducir su contenido en los materiales reciclados.
En la historia del desarrollo de la industria del aluminio hay un ejemplo bien conocido cuando una planta de alúmina recién construida, que funcionaba según el método Bayer, tuvo que cerrarse después de varios meses de funcionamiento debido a una grave contaminación de las soluciones circulantes con sustancias orgánicas.
¿Qué es la bauxita?
Bauxita Es una piedra natural originaria de Francia. Fue en el sur de este país donde se descubrió por primera vez este mineral de aluminio. El nombre "bauxita" también proviene de palabra francesa"bauxita".
El nombre está asociado a una zona llamada Lebo, donde se descubrió esta piedra. En este artículo consideraremos tanto físicos como químicos. propiedades de la bauxita, pero primero, veamos la composición y determinemos qué componentes se incluyen en ella.
Descripción y propiedades de la bauxita.
Entonces, ¿qué es esta raza? Bauxita es el nombre que se le da al mineral de aluminio. Contiene hidróxido de aluminio, así como óxidos de tales quimicos como el silicio y el hierro.
Además de estos componentes, la bauxita contiene alúmina. Su porcentaje puede oscilar entre el cuarenta y el sesenta por ciento e incluso más. La bauxita se considera una piedra natural verdaderamente única y sorprendente.
Pasemos a la historia. Por primera vez sobre increíble. propiedades de la bauxita Se dijo en mil ochocientos cincuenta y cinco en una exposición en la capital francesa de París. Allí había una piedra interesante. Parecía un hermoso color plateado.
Su peso era muy pequeño, pero bastante fuerte desde el punto de vista químico. Este metal fue etiquetado como "plata arcilla" en la exposición. Esta descripción describe las propiedades y el tipo de aluminio. Pero la materia prima de la que se obtiene este interesante metal se llama bauxita.
Vale la pena señalar que el aluminio se obtiene únicamente a partir de aquellas bauxitas en las que el porcentaje de alúmina de aluminio es de al menos el cuarenta por ciento. Muy gran valor Tienen bauxitas, de las que no es difícil obtener alúmina.
Según su apariencia tipo de bauxita Es muy parecido a la arcilla, pero en cuanto a características no tiene nada que ver con ella. La bauxita, a diferencia de la arcilla, es completamente insoluble en agua.
La primera localización de depósitos de bauxita en el territorio de nuestro país, que se encontraron en los Urales, se llamó "Caperucita Roja". La bauxita es la piedra más importante de la que se obtiene el aluminio.
Depósitos de bauxita y minería.
Bauxita- Se trata de una roca muy compleja en su composición. La mayor parte de ellos se compone de hidratos de alúmina. Pero además, la bauxita contiene otros componentes. El componente más dañino es el óxido de silicio.
En cuanto a otras sustancias, en la bauxita es muy posible encontrar componentes como óxido de magnesio, manganeso y calcio, dióxido de titanio y otros. Echemos un vistazo más de cerca propiedades fisicas bauxita.
En apariencia, la bauxita puede ser de color rojo u otros tonos. La bauxita se encuentra tanto en color rosa como en rojo oscuro. La piedra también puede tener un tinte gris desde más claro hasta negro carbón. si evaluamos dureza de la bauxita, entonces este valor es igual a 6 en la escala de Mohs.
La densidad de la piedra puede variar de 2900 a 3500 kilogramos por metro cúbico. En términos de transparencia, la bauxita es opaca. Las piedras se pueden formar a partir de diferentes minerales. En base a esto, la raza se puede dividir en tres grupos principales.
El primer grupo incluye bauxita, cuyo mineral formador de roca es la diáspora o la boehmita. Estas bauxitas se denominan monohidrato. En ellos, la alúmina se presenta en una sola forma.
El siguiente grupo incluye aquellas bauxitas cuya base son las llamadas gibbsitas. Estas piedras contienen alúmina en forma de trihidrato. Y el último, tercer grupo incluye aquellas bauxitas que combinan las formas de los primeros grupos.
Depósito de bauxita Depende del grado de erosión en una zona particular de rocas ácidas, alcalinas y, a veces, básicas. También se pueden formar depósitos de bauxita en áreas donde se deposita alúmina en cuencas lacustres y marinas.
Por tanto, se pueden identificar dos razones principales para la ubicación de la bauxita. La primera razón se llama razón de plataforma. Está asociado con sedimentos continentales que se encuentran horizontalmente. La segunda razón está relacionada con la zona donde se ubican los depósitos de tipo costero-marino.
Casi todas las reservas de bauxita del mundo (90%) se concentran principalmente en aquellos países donde el clima es tropical o subtropical.
Esto se debe al hecho de que la piedra se forma principalmente donde se produce la erosión activa de las rocas de aluminio y este proceso continúa durante un período significativamente largo. La razón de la meteorización es el clima.
Guinea ocupa el primer lugar en el mundo en términos de reservas de bauxita. Su territorio contiene alrededor de veinte mil millones de toneladas de bauxita. Australia ocupa el segundo lugar en cuanto a cantidad de esta piedra. Hay aproximadamente siete mil millones aquí. toneladas de bauxita.
En cuanto a Rusia, las reservas de esta piedra en nuestro país son tan pequeñas que no existe tal cantidad de mineral que sea suficiente para el consumo dentro del estado. La proporción de las reservas mundiales de este tipo de materia prima es sólo el uno por ciento del suministro mundial de piedra.
Los depósitos de bauxita de mayor calidad en nuestro país se consideran bauxitas ubicadas en la región de bauxita de los Urales del Norte. Una nueva zona de esta materia prima es el grupo Timan Medio, que se encuentra en la región noroeste de la República de Komi. Aquí se extrae bauxita y esta zona se considera más prometedora que la mencionada al principio.
Rusia ocupa sólo el séptimo lugar en el mundo en producción de minerales de aluminio. Debido a que el propio país no puede abastecerse del metal en la cantidad necesaria, tiene que comprar bauxita en el extranjero.
En el territorio de la Federación Rusa existen cincuenta yacimientos de este mineral. Esta cifra incluye ambos territorios en los que minería de bauxita se está llevando a cabo activamente, así como aquellos donde los depósitos aún no se han desarrollado completamente.
parte más grande reservas de bauxita Ubicado en la parte europea de Rusia. Esto incluye la República de Komi antes mencionada, así como las regiones de Arkhangelsk, Sverdlovsk y Belgorod. Todas estas áreas contienen alrededor del setenta por ciento de todas las reservas de bauxita de nuestro país.
A los viejos depósito de bauxita en Rusia se le puede llamar Radynskoye, que se encuentra en el territorio de la región de Leningrado. La extracción de bauxita continúa allí hoy.
Ubicaciones depósitos de bauxita se puede dividir aproximadamente en cuatro grupos. El primer grupo se llama depósito único. En estas zonas, la cantidad de mineral supera los quinientos millones de toneladas. El segundo grupo son los depósitos grandes y medianos. Aquí los depósitos de bauxita oscilan entre cincuenta y quinientas toneladas.
El último grupo son los pequeños depósitos. En tales territorios presencia de bauxita en cifras es menos de cincuenta millones de toneladas.
Aplicaciones de la bauxita
Principal uso de bauxita radica en la capacidad de extraer aluminio de él. Pero esta piedra también se utiliza en otros ámbitos. En la industria de la metalurgia ferrosa, la alúmina también se utiliza comúnmente como fundente.
Además, la bauxita se puede utilizar en la producción de pinturas. Fundiendo esta piedra también se puede producir cemento de alúmina. Y si fundir bauxita en un horno eléctrico, el producto final puede ser electrocorindón.
Precio de la bauxita
Precio de la bauxita Depende principalmente de la calidad de la piedra. Además, el coste total dependerá de la cantidad de material que se pida. Por ejemplo, si compras bauxita al por mayor, entonces el precio disminuirá significativamente.
BOXITES (del nombre de la zona de Les Baux, Lex Baux, en el sur de Francia, donde se descubrieron por primera vez sus depósitos * a. bauxita; n. bauxita; f. bauxitas; i. bauxitas) - mineral de aluminio, constituido principalmente por hidróxidos de aluminio, óxidos e hidróxidos de hierro y minerales arcillosos.
Los principales minerales formadores de minerales de bauxita: diáspora, boehmita, gibbsita, goethita, hidrogoetita, hidrohematita, caolinita, chamosita, cloritas, rutilo, anatasa, ilmenita, aluminogetita, aluminohematita, siderita, calcita, micas. La bauxita tiene una apariencia muy diversa. Su color suele ser rojo, marrón pardusco, con menos frecuencia gris, blanco, amarillo y negro. Según su estado de agregación, las bauxitas se distinguen en densas (pedregosas), porosas, terrosas, friables y arcillosas; según las características estructurales: clásticas (pelita, arenisca, gravelita, conglomerado) y concrecionarias (oolíticas, pisolitas, leguminosas); por textura: colomorfo (uniforme, en capas, etc.). Debido a la diferente porosidad, la densidad de la bauxita varía de 1800 (bauxita suelta) a 3200 kg/m3 (bauxita pétrea).
Según la composición mineral predominante, se distinguen las bauxitas: monohidróxido, compuesto de diáspora, boehmita, trihidróxido - gibbsita; composición mixta: diásporas-boehmita, boehmita-gibbsita. También existen divisiones más detalladas de las bauxitas según la composición mineral: chamosita-boehmita, chamosita-gibbsita, gibbsita-caolinita, goetita-camosita-boehmita, caolinita-boehmita, etc. Según las condiciones de formación, las bauxitas se dividen principalmente en laterítico (residual) y redepositado (sedimentario). Las bauxitas se formaron como resultado de un procesamiento químico profundo (lateralización) de rocas de aluminosilicato en un clima tropical húmedo (bauxitas lateríticas) o como resultado de la transferencia de productos de meteorización lateríticas y su redeposición (bauxitas sedimentarias). Dependiendo de la posición tectónica, se distinguen las bauxitas de plataformas y áreas geosinclinales, así como las bauxitas de islas oceánicas. Las bauxitas forman cuerpos laminares y lenticulares de espesor variable, y en cuanto a depósitos son de forma lineal, isométrica e irregular. A menudo los depósitos constan de varias lentes (en sección vertical). La calidad de las bauxitas lateríticas suele ser alta, mientras que las bauxitas sedimentarias pueden oscilar entre calidad alta (por ejemplo, los depósitos de los Urales del Norte) y calidad inferior (el depósito de Boksonskoye en Buriatia).
La bauxita es el principal mineral para la extracción de alúmina (AL2O3) y aluminio; se utiliza en la industria abrasiva (electrocorindón), en metalurgia ferrosa (fundente para la fundición de acero de hogar abierto), bauxitas con bajo contenido de hierro, para la producción de refractarios mullitizados con alto contenido de alúmina, cementos aluminosos de endurecimiento rápido, etc. Las bauxitas son materias primas complejas ; contienen Ga, así como Fe, Ti, Cr, Zr, Nb y elementos de tierras raras. En la URSS, los requisitos de calidad para la bauxita extraída (comercial) están determinados por GOST, así como por los términos contractuales entre proveedores y consumidores. Según la clasificación del actual GOST 972-74, la bauxita se divide en 8 grados dependiendo de la relación en peso del contenido de alúmina y sílice (el llamado módulo de silicio). Para el grado más bajo (B-6, grado II), el módulo de silicio debe ser al menos 2 con un contenido de alúmina de al menos 37%; para bauxitas de alto grado (B-0, B-00), el módulo de silicio debe ser; más de 10 con un contenido de alúmina igual o superior al 50%. Las variedades y grados de bauxita seleccionados tienen sus propias áreas de uso industrial.
La bauxita se extrae mediante métodos a cielo abierto o, con menos frecuencia, subterráneos. La elección del esquema tecnológico para procesar la bauxita depende de su composición. La producción de aluminio a partir de bauxita se lleva a cabo en 2 etapas: en la primera, la alúmina se obtiene por métodos químicos, en la segunda, el metal puro se aísla de la alúmina mediante electrólisis en una masa fundida de sales de fluoruro de aluminio. En la producción de alúmina se utiliza principalmente el método hidroquímico de Bayer, el método de sinterización, así como el método combinado de sinterización de Bayer (opciones paralelas y secuenciales). El principio del proceso Bayer consiste en tratar (lixiviar) bauxita finamente molida con una solución concentrada de hidróxido de sodio, lo que da como resultado que la alúmina se disuelva en forma de aluminato de sodio (NaAl3O2). El hidróxido de aluminio (alúmina) se precipita a partir de una solución de aluminato purificada a partir de lodo rojo. La bauxita de baja calidad se procesa de forma más compleja: el método de sinterización, en el que se sinteriza una carga de tres componentes (una mezcla de bauxita triturada con piedra caliza y sosa) a 1250°C en hornos rotatorios. La torta resultante se lixivia con una solución alcalina circulante de concentraciones débiles. El hidróxido precipitado se separa y se filtra. El esquema paralelo combinado de sinterización de Bayer prevé el procesamiento simultáneo de bauxita de alta y baja calidad (alto contenido de silicio) en una sola planta. El esquema combinado secuencial de este método incluye el procesamiento de bauxita en alúmina, primero mediante el método Bayer y luego la extracción adicional de alúmina de los cascos rojos sinterizándolos con piedra caliza y soda. Las principales zonas productoras de bauxita (ver mapa) se encuentran en la parte europea de la URSS, en los Urales y en Kazajstán.
En la parte europea, se conocen en la región de Arkhangelsk de la RSFSR (Iksinskoye, etc.), en el Timan medio (Vezhayu-Vorykvinskoye, etc.) y en el sur (Timsherskoye, Puzlinskoye, etc.), en Leningrado (Tikhvinskoye ) y regiones de Belgorod (Vislovskoye, etc.) regiones de la RSFSR. En los Urales, los depósitos de bauxita se desarrollan en las regiones de Sverdlovsk (región portadora de bauxita de los Urales del norte) y Chelyabinsk (depósitos de los Urales del sur) de la RSFSR. En el norte de Kazajstán, los depósitos de bauxita se concentran en las regiones de Kustanay (depósito de Krasnooktyabrskoye, Belinskoye, Ayatskoye, East Ayatskoye y otros) y Turgay (grupo de depósitos de East Turgay) de la RSS de Kazajstán. En el este de Siberia, las bauxitas se encuentran en el área del levantamiento Chadobetsky de la región de Angara y en las montañas orientales de Sayan (Boksonskoe).
Las bauxitas más antiguas de la URSS se conocen en el depósito de Bokson (Precámbrico, Vendiano). Las bauxitas del grupo de los Urales del Norte están asociadas con depósitos del Devónico Medio, y las bauxitas del Timán Medio están asociadas con depósitos del Devónico Medio y Superior. Las bauxitas de los depósitos de Iksinsky y Vislovsky se encuentran en los depósitos del Carbonífero Inferior; los depósitos del norte de Kazajstán se formaron en el Cretácico y el Paleógeno y son los más jóvenes.
La República Popular China (depósitos en las provincias de Shandong, Henan, Gansu, Yunnan, Liaoning, Shaanxi, etc.), la República Popular China (depósitos de Halimba, Nyirád, Iskaszentgyörgy, Gant, etc.), la República Federativa Socialista de Yugoslavia (los yacimientos de Vlasenica, Drniš, la meseta de Lika, etc.) tienen grandes reservas de bauxita, Bijela Lipa, Obrovac, Niksic, Bijela Polana), también se conocen yacimientos de bauxita en la República Socialista de Vietnam, Vietnam y la RPDC.
En los países capitalistas industrializados y en desarrollo, las reservas de bauxita a principios de 1982 ascendían a unos 22 mil millones de toneladas, incl. probadas 13,5 mil millones de toneladas Las principales reservas de bauxita se encuentran en los países en desarrollo: alrededor del 75% (16,7 mil millones de toneladas), incl. probado alrededor del 75% (10,1 mil millones de toneladas). En los países desarrollados, se conocen depósitos de bauxita de alta calidad en forma de capas lateríticas en Australia; Su participación en las reservas totales es aproximadamente del 20%. La mayor parte de los depósitos de bauxita se encuentran en zonas poco exploradas de países tropicales, por lo que se espera que continúe la tendencia de que las reservas crezcan más rápido que la producción.
En 1974 se creó la Asociación Internacional de Países Mineros de Bauxita. Inicialmente incluía a Australia, Guinea, Jamaica, Guyana, Surinam y la República Federativa Socialista de Yugoslavia, luego Ghana, Haití y la República Dominicana. Brasil, Grecia, India, Turquía, Estados Unidos y Francia también tienen importantes reservas de bauxita.
La producción de bauxita en los países capitalistas industrializados y en desarrollo en 1981 ascendió a 73,0 millones de toneladas, incl. en los países en desarrollo 40,9, en los países industrializados 32,12. Australia ocupa el primer lugar en producción de bauxita, seguida de Guinea, Jamaica, Surinam, Brasil y Guyana. En el futuro, se espera que el mayor aumento de la capacidad de extracción de bauxita se produzca en Australia, Guinea y Brasil. Según las previsiones (años 80-90), la gran mayoría de las refinerías de alúmina se construirán en países productores de bauxita, y el volumen comercio exterior La producción de bauxita, que ascendía a unos 35 millones de toneladas a principios del decenio de 1980, aumentará a un ritmo relativamente lento.
Véase también Industria del aluminio.
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Propiedades de las piedras
El nombre de la piedra Bauxita proviene del francés “bauxita”, por el nombre de la zona de Les Baux en el sur de Francia, donde se descubrieron por primera vez depósitos de bauxita.
La bauxita es un mineral de aluminio compuesto por hidróxidos de aluminio, óxidos de hierro y silicio, una materia prima para la producción de alúmina y refractarios que contienen alúmina. El contenido de alúmina en la bauxita industrial oscila entre el 40% y el 60% y más. También se utiliza como fundente en metalurgia ferrosa.
Clasificación genética escolar - sedimentaria
Compuesto. La bauxita se compone principalmente de hidratos de alúmina, óxidos de hierro con una mezcla de otros componentes minerales.
El principal componente químico de la bauxita es la alúmina (Al2O3) (28 - 80%). El componente permanente es óxido de hierro (FezOz). La impureza más dañina es la sílice (SiO2).
Otras impurezas incluyen: dióxido de titanio (TiO2), óxido de calcio (CaO), óxido de magnesio (MgO), óxido de manganeso (MnO), pentóxido de fósforo (P2O5), etc.
Propiedades físicas:
a) color: rojo de varios tonos (de rosa a rojo oscuro) y gris (de gris verdoso a gris oscuro, casi negro),
b) dureza de las variedades más densas en escala mineralógica hasta 6,
c) densidad: dependiendo del contenido de óxido de hierro, oscila entre 2900-3500 kg/m3,
d) grado de transparencia: opaco.
Características de la formación de bauxita.. Los minerales que forman las rocas son hidratos de alúmina monohidrato, diásporas y boehmita, y hidratos de alúmina trihidrato - gibbsita (hidrargilita), los minerales que los acompañan son hidróxido de hierro y minerales del grupo del óxido de hierro (goetita, hidrogoetita, hidrohematita, etc.), caolinita, cloritas, calcita. , halloysita, etc.
Dependiendo de la naturaleza del mineral formador de roca, la bauxita se divide en 3 grupos:
1. monohidrato, que contiene alúmina en forma monohidrato (diáspora, boehmita),
2. trihidrato, que contiene alúmina en forma trihidrato (gibbsita),
3. mixto, en el que se combinan ambas formas.
La formación de depósitos de bauxita está asociada principalmente con los procesos de erosión laterítica de rocas alcalinas, ácidas y, a veces, básicas o con los procesos de deposición en cuencas marinas y lacustres de cantidades significativas de alúmina contenida en soluciones moleculares y soles transportados.
Según las características genéticas, los depósitos de bauxita se dividen en 2 tipos principales:
1. plataforma, asociada a depósitos continentales horizontales,
2. Zonas geosinclinales, confinadas a depósitos costero-marinos.
Más del 90% de las reservas totales de bauxita del mundo se concentran en 18 países con climas tropicales o subtropicales. Esto no es accidental, ya que los mejores depósitos de bauxita se limitan a las llamadas cortezas lateríticas, formadas como resultado de la erosión prolongada de rocas de aluminosilicato en un clima cálido y húmedo. Los depósitos de laterita contienen aproximadamente 9/10 de todas las bauxitas del mundo. Las mayores reservas totales se encuentran en Guinea (20 mil millones de toneladas), Australia (7 mil millones de toneladas), Brasil (6 mil millones de toneladas), Vietnam (3 mil millones de toneladas), India (2,5 mil millones de toneladas), Indonesia (2 mil millones de toneladas). Casi 2/3 de las reservas totales de bauxita se encuentran en las profundidades de estos seis países. Las mayores reservas confirmadas se encuentran en Guinea (21% del mundo), Brasil (15%), Australia (11%), Jamaica (7%), Camerún (6%), Mali (4,5%). Contienen el 65% de las reservas probadas de bauxita del mundo.
Rusia no tiene reservas suficientes de bauxita para el consumo interno y su participación en las reservas mundiales de esta materia prima no llega ni al 1%.
En Rusia la mayoría alta calidad poseen bauxitas de la región portadora de bauxita de los Urales del Norte. La nueva fuente más prometedora de esta materia prima es el grupo de depósitos Sredne-Timan en el noroeste de la República de Komi, a 150 km de la ciudad de Ukhta (reservas a una profundidad de 200 m, más de 200 millones de toneladas). Las reservas exploradas de Timán Medio se concentran en los campos Vezhayu-Vorykvinskoye (150 millones de toneladas), Verkhneshchugorskoye (66 millones de toneladas) y Vostochny (48 millones de toneladas). Estos depósitos se encuentran en una zona deshabitada, descubiertos a finales de los años 60 y explorados en detalle en los años 80. La calidad de los minerales es media. En 1997, por la carretera invernal que atraviesa Ujtá, se entregó el primer lote de bauxita de Timan (12 mil toneladas) a la planta de aluminio de los Urales en Kamensk-Uralsky. Las pruebas industriales han confirmado la posibilidad de utilizar esta materia prima en las fábricas de los Urales.
Las rocas que contienen nefelina se utilizan como materia prima de aluminio sólo en Rusia. En la región de Kemerovo se está desarrollando el campo Kiya-Shaltyrskoye. y los depósitos de Kukisvumchorr, Yukspor, Rasvumchorr en la península de Kola. Las reservas totales de minerales de nefelina en Rusia ascienden a unos 7 mil millones de toneladas, según se confirma; 5 mil millones de toneladas. En las condiciones económicas modernas, la rentabilidad de su explotación está en duda.
El tercer tipo de mineral de aluminio, la alunita, se extrae únicamente en Azerbaiyán (depósito de Zaglik). Las reservas confirmadas de alunita en Azerbaiyán se estiman en 200 mil toneladas. En Uzbekistán se ha explorado el depósito de minerales de alunita de Gushsay con reservas totales de 130 millones de toneladas. Según los expertos republicanos, estos minerales, después del enriquecimiento preliminar, se pueden transformar en alúmina. .
La explotación de los principales yacimientos de bauxita en el extranjero está controlada por unas pocas empresas poderosas en los principales países del mundo (en Jamaica, Surinam y Guyana -principalmente monopolios estadounidenses, en Francia- principalmente por las empresas francesas "Pechine" y "Eugene ", en Ghana - por la British Aluminium Company, etc.), en cuyas manos se concentra la parte predominante de la industria del aluminio en el mundo.
Solicitud. El contenido de alúmina en la bauxita industrial oscila entre el 28% y el 60% y más. El módulo de silicio (relación entre alúmina y sílice) cuando se utiliza bauxita para producir aluminio no debe ser inferior a 2,1-2,6. Valor más alto La bauxita se utiliza como materia prima para la producción de aluminio.
Las bauxitas también se utilizan en la producción de pinturas, abrasivos artificiales, como fundentes (en metalurgia ferrosa) y sorbentes para purificar productos derivados del petróleo de diversas impurezas.
Además, el cemento aluminoso se obtiene a partir de la bauxita mediante sinterización o fusión, y el electrocorindón se produce mediante fusión en hornos eléctricos. Para la fabricación de refractarios con alto contenido de alúmina se utilizan rocas de bauxita con bajo contenido de hierro y una resistencia al fuego de 1770 a 1900 grados C.
Propiedades de la piedra brasilita