Mineraloška in kemična sestava določa odprtost (ekstrakcija Al2O3 iz boksita); poraba alkalij; temperatura, čas luženja; koncentracija raztopin Na2Ok; metoda predelave boksita; struktura, gostota, trdota, vsebnost vlage v boksitu itd.
Trdota boksita določa porabo energije za drobljenje in mletje boksita. Boksite z nizko trdoto je mogoče zdrobiti/mleti v eni fazi, trše - v dveh fazah.
Vlažnost vpliva na proces mletja in transport boksita pozimi. Boksit z visoko vlažnostjo lahko zaradi oprijema boksitne mase na delovne površine zamaši opremo (drobilnice, sita itd.). Zmrzovanje močno oteži raztovarjanje boksita iz železniških vagonov. Boksit zmrzne v velike monolitne kose, katerih razkladanje in drobljenje zahteva ročno delo.
Kemična sestava določa kakovost boksita, silicijev modul, porabo boksita za proizvodnjo 1 tone glinice, izgubo alkalij na 1 tono aluminijevega oksida, način predelave boksita, donos rdečega blata, pogoje za skladiščenje in transport boksita.
Dobro odpirajoči se boksiti so tisti, iz katerih je ekstrakcija aluminijevega oksida v raztopino blizu ali enaka teoretični:
kjer je ηt teoretična ekstrakcija aluminijevega oksida (teoretični izkoristek); Al2O3(B), SiO2(B) - vsebnost komponent v boksitu, % (utežno); Y je število molov SiO2, ki se veže z 1 molom Al2O3 v rdečem blatu.
Teoretična ekstrakcija aluminijevega oksida prikazuje razmerje med količino aluminijevega oksida, ki je v določenem času prešel v raztopino, in njegovo količino v prvotnem boksitu.
Za izračun dejanske ekstrakcije aluminijevega oksida izhajamo iz pogoja, da Fe2O3 boksita med izpiranjem ostane popolnoma v trdni fazi. V tem primeru se kemična ekstrakcija (dejanski izkoristek) Al2O3 v raztopino med izpiranjem ali stopnja ekstrakcije izračuna po formuli
V zvezi z boksiti z nizko vsebnostjo železa dobimo natančnejše rezultate pri izračunu ekstrakcije ne s Fe2O3, temveč s SiO2.
Kemični izkoristek je nižji od teoretičnega, saj ostanek luženja (rdeče blato) vedno vsebuje nekaj količine neizlužene glinice v obliki hidroksidov, korunda, aluminoferita itd.
Lomljivost boksita določajo predvsem njegova mineraloška sestava, struktura in gostota kamnine ter prisotnost primesi. Ti dejavniki določajo razliko med teoretično in dejansko ekstrakcijo Al2O3 v raztopino. Ta razlika je običajno med 2 in 8 %.
Diasporni boksiti so med najtežjimi za odpiranje, medtem ko so gibbitni boksiti med najlažjimi za odpiranje.
Po kemijski aktivnosti so aluminijevi hidroksidi in oksidi razvrščeni v naslednjem zaporedju:
gibsit (hidargilit) → bemit → diaspor → aluminijev oksid → korund.
To je povezano s tehnologijo predelave boksita, zlasti z izbiro pogojev luženja. Nižja temperatura luženja gibsit boksita je določena z dejstvom, da se gibbsit dobro raztopi v alkalni raztopini pri temperaturi 95-105 ° C in Na2Ok = 100-200 g / l (pri atmosferskem tlaku), boehmit - pri 150-230 ° C. ° C in Na2Ok = 200 -250 g/l (Pu = 1,4-2,9 MPa), diaspora pa se raztopi pri temperaturi 230-240 °C in Na2Ok = 250-300 g/l (Pu = 2,8-3 MPa) .
Gost boksit v obliki jaspisa, ki skoraj nima por, se izpira veliko počasneje kot ohlapne, porozne rude. Ugotovljeno je bilo, da organske primesi boksita (topne v benzenu) zmanjšujejo izlužnost diaspornih boksitov, kar je očitno posledica njihove ovojne sposobnosti. Škodljive učinke teh nečistoč lahko odpravimo s povečanjem odmerka apna.
Teža mulja, ki nastane po izluževanju boksita, je določena s formulo
kjer je Q(B) količina boksita, dobavljenega za luženje; Fe2O3 - Vsebnost Fe2O3 v boksitu oziroma blatu.
Izkoristek rdečega blata η je določen s formulo
01.04.2019
Vsi vemo, da je tekoči trak vlečni in nosilni del transportnega traku. Takšni izdelki so izdelani iz različnih polimernih ...
01.04.2019
Sodobni likalniki so zelo praktični in priročni. Zahtevajo pa tudi redno nego. Kakovost likanja oblačil je odvisna od stanja likalnika. Pomembno je, da je vedno...
01.04.2019
Iz našega gradiva boste izvedeli, kaj storiti, če je stranišče zamašeno, kako ga lahko sami očistite brez bata ali kabla in zakaj se zamaši ....
01.04.2019
Znana črnogorska korporacija Uniprom, ki obvladuje aluminijsko podjetje Kombinat aluminija Podgorica, je podala izjavo o...
01.04.2019
Dandanes imate s prodajo odpadnega železa edinstveno priložnost, da kar najhitreje pridete do dobrega zaslužka, medtem ko lastnik odpadnega železa nima...
01.04.2019
Danes je industrijska demontaža zelo priljubljena storitev, ki jo je treba naročiti za rušenje objekta in njegovo posodobitev. Celoten postopek je sestavljen iz...
31.03.2019
Vsaka industrija se razvija in raste. Tehnologije, ki so bile deset let prebojne, se ne zdijo več nekaj nenavadnega, kar pogosto vodi v izgubo dobička, saj...
29.03.2019
V Združenih arabskih emiratih je korporacija United Iron & Steel Company predala v uporabo kompleks, ki ga sestavlja dvotaktni agregat...
29.03.2019
Danes električni vitli niso le priljubljeni modeli, ampak preprosto potrebni izdelki za dvigovanje bremen. V takih enotah ...
Boksit je najpomembnejša surovina za proizvodnjo aluminijevega oksida.
Boksit je kamnina, sestavljena predvsem iz vodnih oksidov aluminija, železa in majhnih količin oksidov silicija, titana in nekaterih drugih elementov ter vodnih aluminosilikatov. Boksite glede na izvor delimo v dve glavni skupini, rezidualne in sedimentne. Rezidualni boksiti nastanejo v procesu lateritnega preperevanja sienitov, granitov, dioritov, bazaltov, doleritov, kristalastih skrilavcev, glin, pa tudi med izpiranjem. apnencev.
Lateritizacija je proces preperevanja aluminosilikatnih kamnin v razmerah uravnane topografije, vročega podnebja z izmenjujočimi se deževnimi in sušnimi obdobji. Ta proces vključuje razgradnjo aluminosilikatov, odstranjevanje silicijeve kisline, tvorbo in kopičenje prostih hidratov aluminija in. železovi oksidi. Tipični lateritni boksiti v Rusiji niso znani. Razširjeni so v tropskem in subtropskem pasu.
Sedimentni boksiti so nastali v obalnih morskih lagunah, celinskih jezerih in rečnih dolinah zaradi raztopin, suspenzij in koloidnih spojin aluminija, železa, titana in številnih drugih elementov, ki jih prenašajo reke in podtalnica.
Za boksite je značilno kriptokristalno in pogosto amorfno stanje večine mineralov, ki jih sestavljajo. Številne mineralne oblike predstavljajo strjeni enostavni in kompleksni hidrogeli. Barva boksita sega od skoraj bele do temno rdeče in črne. Boksiti imajo zrnasto, oolitno, strdkovo, drobnozrnato in porozno strukturo. Boksiti različnih struktur se pogosto nahajajo v nahajališčih blizu drug drugega.
Poleg nekaterih sort, videz, brez posebnih študijskih metod (v tankih rezih, s kemičnimi, diferencialno termičnimi, rentgenskimi analizami) je boksite težko določiti. Trdota boksita je zelo različna in je določena z njegovo mineraloško sestavo in zgradbo. Za boksite je značilna velika poroznost, ki se včasih spremeni v kavernoznost, kar določa njihovo visoko vsebnost vlage
V boksitih je bilo najdenih 42 kemičnih elementov, od tega deset (O, H, C, Al, Si, Ti, Ca, Mg, Fe in S), ki jih najdemo v boksitih največje količine in vsebnost vsakega od njih presega 1 %, pet elementov (P, V, Cr, Na in K) je vključenih v količinah do 1 %, vsebnost preostalih elementov pa ne presega 0,1 % (Cu, Zn, Zr , Ca, Co, Mn , Ge, Sr, Be, Ba, U, Th).
Kemična sestava boksita se zelo razlikuje tako v različnih nahajališčih kot znotraj enega nahajališča.
Mineraloška sestava boksita je zelo kompleksna. Vsebujejo približno 100 mineralov. Kamninotvorno pomembni pa so glede na vrsto boksita: diaspor, bemit, hidrargilit ali gibsit, kaolinit, klorit, kalcit, siderit, hematit, goetit, pirit.
Običajno boksit vsebuje dva minerala aluminijevega oksida.
Glede na stopnjo hidratacije aluminijevega oksida delimo boksit na:
1) nizkovodni - korund,
2) monohidrati - diasporic in boehmit,
3) trihidrat - hidrargilit ali gibbsit.
Velikosti nanosov so zelo različne in so določene z velikostjo akumulacijskih bazenov, erodiranostjo območja in v manjši meri odvisne od njihove geneze. Največ znana dolžina Nanos doseže dolžino 10 km in širino 2 km. Največji obseg pokriva ostanki boksita lateritnega izvora. Debelina nanosov brez izboklin in žepov je običajno okoli 5 m.
Debelina žepov v ploščatih nahajališčih doseže 65 m, v nahajališčih v apnencu pa do 250 m. Zaloge posameznih nahajališč običajno ne presegajo 20-25 milijonov ton depozita. Najpreprostejšo strukturo najdemo v sedimentnih usedlinah lagunskega izvora, ki se pojavljajo med apnenci. Običajno imajo raven zgornji kontakt in izjemno vijugast spodnji stik. Za te nanose je značilna dosledna kakovost v širini, širini in debelini. Najbolj kompleksna nahajališča so sedimentna in mešana, jezersko-močvirskega izvora. Običajno predstavljajo več plasti boksita, prepredenih z boksitom in navadnimi glinavci.
Za jezersko-močvirna in dolinska nahajališča je značilna zonalnost strukture nekaterih nahajališč v obliki leč luskaste ali koncentrično conske strukture (Tihvinska kotlina).
Industrija boksitu kot surovini za proizvodnjo aluminijevega oksida postavlja številne zahteve. V Rusiji te zahteve določa državni standard GOST 972-50 (tabela 1).
2. Za boksit, namenjen za proizvodnjo aluminijevega oksida, so določene naslednje mejne vrednosti vsebnosti žvepla: za boksitne razrede B-1, B-2, B-7, B-8 - ne več kot 0,7%; za boksitne razrede B-3, B-5, B-4 - ne več kot 1,0%.
3. Boksit razreda B-1, B-2, B-7 in B-8 se proizvaja glede na vsebnost ogljikovega dioksida v dveh razredih: prvi razred - z vsebnostjo ogljikovega dioksida do 1,3%, drugi razred - z vsebnostjo ogljikovega dioksida nad 1,3 mas.% suhega boksita.
4. V boksitu, namenjenem za proizvodnjo aluminijevega oksida s sintranjem (stopnje B-3, B-4, B-5), je dovoljena zmanjšana vsebnost aluminijevega oksida zaradi povečanja vsebnosti kalcijevega karbonata
5. V boksitu, namenjenem za proizvodnjo elektrokorunda, je določena naslednja vsebnost kalcijevega oksida: za boksit razreda BV in V-O - ne več kot 0,5%, za boksit razreda B-1 - ne več kot 0,8%. Vsebnost žvepla ne več kot 0,3%.
6. V boksitu, namenjenem proizvodnji na prostem, vsebnost žvepla ne sme presegati 0,2%, vsebnost fosforja ne sme presegati 0,6% glede na P2O6.
7. V boksitu, namenjenem za proizvodnjo taljenih ognjevzdržnih materialov, vsebnost kalcijevega oksida ne sme presegati 1,5%, vsebnost žvepla ne sme presegati 0,5%.
8. V boksitu, namenjenem za proizvodnjo aluminijevega cementa, vsebnost žvepla ne sme presegati 0,5%.
Nahajališča boksita v Rusiji
Boksiti so bili prvič odkriti v Rusiji leta 1916 (Tihvinskoye). V zgodnjih tridesetih letih prejšnjega stoletja so na severnem Uralu odkrili boksit. Sledila je vrsta najdb boksita v razne dele Rusija.
Trenutno lahko govorimo o naslednjih regijah Rusije, ki vsebujejo boksit:
1 Severni Ural - boksiti tipa boemit-diaspor, imajo povprečno sestavo 51,0-57,0% AbO3, 2,5-8,5% SiO2, 20,0-22,0% Fe2O3, 2,5-3, 0% TiO2. Pogoste so sorte, ki vsebujejo pirit in vsebujejo 6-8% žvepla.
2 Južni Ural - boksiti tipa behmit-diaspor, imajo povprečno sestavo: 48,0-60,0% Al2O3, 5,0-12,0% SiO2, 18,0-20,0% Fe2O3, 2,5-3,0% TiO2. Obstajajo sorte, ki vsebujejo pirit.
3. Srednji Ural - boksiti tipa hidrargilit imajo povprečno sestavo: 33,0-39,0% Al2O3, 6-8% SiO2, 15,0-20,0% Fe2O3, 3,0-4,0 TiO2. Obstajajo sorte, ki vsebujejo Fe2O3 v obliki siderita.
4. Yenisei - boksiti tipa hidrargilit, imajo povprečno sestavo. 32,0-46,0% Al2O2, 6,0-10,0% SiO2, 25-35% Fe2O3, 4,8-5,5% TiO2. Obstajajo sorte, ki vsebujejo korund skupaj s hidrargilitom.
5. Severozahodni - boksiti tipa hidrargilit-boemita imajo povprečno sestavo 39,0-46,0% AbO3, 8-15% SiO2, 14,C-16,0% Fe2O3, 2,0-3,0% TiO2 .
6. Severni Kazahstan - boksiti tipa hidrargilit, imajo povprečno sestavo, 40,0-50,0% Al2O3, 5,0-15,0% SiO2, 10,0-12,0% Fe2O3, 2,3-2, 5% TiO2 Sorte so pogoste, kjer je glavna količina železa je v obliki siderita.
Poleg tega je v Rusiji znan boksit nizke kakovosti, ki ne izpolnjuje zahtev GOST:
1. Onega - boksiti tipa hidrargilit-boemit.
2. Sayan - boksiti tipa behmit-diaspor itd.
Nahajališča boksita tujih držav
ZDA.Čeprav je država na prvem mestu po proizvodnji kovinskega aluminija, je ameriška industrija glinice v veliki meri odvisna od uvoza. Na primer, leta 1960 je bil boksit uvožen v ZDA iz: Surinama 3.317.240 ton; Jamajka 4.257.040 ton in Britanska Gvajana 335.280 ton.
Boksit v ZDA je bil odkrit v zvezni državi Georgia leta 1883. Znani sta dve boksitonosni območji. Osrednji Arkansas in jugovzhodne države Georgia, Alabama, Mississippi, Tennessee in Virginia.
Diaslorični boksiti, ki v ZDA ne veljajo za surovine aluminijevega oksida, so znani v Pensilvaniji in Missouriju.
Zaloge boksita (od leta 1950) so: Arkansas - 39 milijonov ton, Alabama - 700 tisoč ton, Georgia - 1 milijon ton, Pensilvanija - 5 milijonov ton. Leta 1957 je bilo izkopanih 1.437.000 ton, od tega 9/10 - iz nahajališč v. Arkansas. Povprečna sestava boksita Arkansas: 56-59% Al2O3, 5-8% SiO2, 2-6% Fe2O3, 29-31% p.p.
Kanada- drugi največji proizvajalec aluminija na svetu. Nima lastnih nahajališč. Boksit uvažajo iz Britanske Gvajane, Surinama in ZDA. Leta 1956 je bilo v Kanado uvoženih 2.159.000 ton boksita.
Jamajka. Od vzhoda do zahoda se razteza pas nahajališč, v povprečju 500 tisoč ton proizvodnje - 420 000 g , leta 1960 pa je dosegel že 5.836.920 ton povprečne sestave. 46-50% Al2O3, 0,4-3,5% SiO2, 17-23% Fe2O3. Boksit večinoma izvažajo. Na Jamajki sta dve rafineriji glinice. Ena v Kirchwannu z zmogljivostjo 550.000 ton na leto, druga pa v regiji St. Catherine z zmogljivostjo 250.000 ton.
Britanska Gvajana. Glavna nahajališča se nahajajo ob reki. Demerera, med Christianburgom in Akimo, ob reki. Esquibo, ob reki. Berbays in njegova pritočna reka. Ituni. Pomen depozitov je zelo različen. Zaloge so ocenjene na 65-100 milijonov ton.. Izkoriščanje se je začelo leta 1914. Leta 1960 je bilo proizvedenih 2.510.730 ton. Na območju Mekenzi je bila zgrajena tovarna glinice z zmogljivostjo 230.000 ton na leto.
Surinam. Boksit je bil odkrit leta 1915. Glavna nahajališča se nahajajo ob rekah Kottika in Surinam. Največje nahajališče je Moengro. Boksiti predstavljajo površinska nahajališča (prevleke na vrhovih nizkih gričev). Skupne rezerve so določene na 50-100 milijonov ton. Sestava: 55-57% Al2O3, 2-3% SiO2, 8-12% Fe2O3, 30-31% p.p. Obratovati je začela leta 1922. Proizvodnja je leta 1951 znašala 2.699.000 ton, leta 1960 pa že 3.454.400 ton. Predvidena je gradnja tovarn glinice in aluminija.
Brazilija. Nahajališča boksita najdemo v mnogih delih države, največja pa se nahajajo na planoti Pozos de Caldos. Zaloge so ocenjene na približno 200 milijonov ton.
Leta 1960 je proizvodnja znašala le 99.000 ton sestave boksita: 45-65% Al2O3, 2-20% SiO2, 0,3-10% Fe2O3.
Havajski otoki. Nahajališča boksita so znana na številnih otokih arhipelaga. Boksit tipa hidrargilit. Skupne zaloge so ocenjene na 600 milijonov g. Sestava: 40-46% Al2O3, 2% SiO2, 35-40% Fe2O3.
Gana. Nahajališča predstavljajo pas, ki se razteza vzporedno z oceansko obalo, 100-150 km od nje v notranjost celine. Štiri najbolj zanimiva območja so Ncisreso, Affo (Sefwi-Bekwai), Yenakhin in gorovje Yehuanojoyua. Regija Yenakhin ima največje rezerve - 168 milijonov ton, v Affo je približno 32,5 milijona ton, v gorah Eyuanahem - 4 milijone ton - 51% Al2O3, 1-1,5% SiO2, 19% Fe2O3, 1,5% TiO2.
Boksit izvažajo v Anglijo. Leta 1960 je proizvodnja znašala 191.008 ton. Prisotnost velikih vodnih virov omogoča organiziranje velika proizvodnja aluminij Začela se je gradnja tovarne z zmogljivostjo 210.000 ton aluminija na leto.
Republika Gvineja. Nahajališča boksita so znana na številnih mestih v republiki, vendar se rudarstvo izvaja le na otoku Los. Boksit tipa hidrargilit. Sestava: 51% Al2O3, 6% SiO2, 11% Fe2O3.
Možne zaloge so ocenjene na približno 1 milijardo ton. Proizvodnja je leta 1960 znašala 1.377.696 ton, od tega je bilo 385.000 ton izvoženih v Kanado.
Leta 1960 je začela delovati rafinerija glinice z zmogljivostjo 480.000 ton na leto.
Indonezija. Boksit poznajo številni otoki: Bintan, Banka, Batam, Singkap. Najpomembnejši se nahajajo na otoku. Bintan z zalogami 23 milijonov ton Skupne zaloge boksita znašajo približno 30 milijonov ton.
Sestava boksita: 53-55% Al2O3, 4% SiO2, 9-13% Fe2O3. Vsa izkopana ruda se izvozi. Na vzhodni Sumatri nameravajo zgraditi talilnico aluminija z zmogljivostjo 10.000 ton na leto.
Indija. Glavne rezerve so koncentrirane v zveznih državah Bihar, Madhcha Pradesh, Orissa, Madras, Bombaj, Jami in Kašmir. Skupne zaloge presegajo 250 milijonov ton, od tega je le 27 milijonov ton visokokakovostnih boksitov hidrargilitnega tipa, razen kašmirskih, ki so diasporični.
Sestava hidrargilit boksita: 56-68% Al2O3, 0,3-7,0% SiO2, 0,3-6,0% Fe2O3, 1-10% TiO2.
Sestava diaspor boksita: 79% Al2O3, ~1% SiO2, 2,1% Fe2O3.
Avstralija. Nahajališča boksita so odkrili leta 1952 v severnem delu celine in jih najdemo še na številnih drugih mestih. Boksit tipa hidrargilit. Povprečna sestava je 46% Al2O3, 5-6% SiO2. Možne zaloge so ocenjene na več kot milijardo ton.
Francija. Boksit je bil odkrit leta 1821. Nahajališča se nahajajo v departmajih Var, Bouches-du-Rhône, Hérault, Vzhodni Pireneji in Ariège ter se raztezajo približno vzporedno s sredozemsko obalo. Glavne rezerve so v departmaju Bap, ki je glavni proizvajalec boksita in zagotavlja 6/7 celotne francoske proizvodnje. Dokazane zaloge so 20 milijonov ton, verjetne zaloge pa 40 milijonov ton. Glavna vrsta boksita je boemit. Prikopani boksit ima sestavo. 51-58 % Al2O3, 3,5-5,5 % SiO2, 18-25 % Fe2 O3.
Izkoriščanje nahajališč se je začelo leta 1873, proizvodnja leta 1960 je znašala več kot 2.038.096 ton.
Italija. Nahajališča so v glavnem koncentrirana v osrednjem delu Apeninskega polotoka. Ločimo tri boksitonosne cone: Abruzza, Kampanija in Gargansko gorovje. Zaloge so ocenjene na 30 milijonov ton. Leta 1957 so izkopali 261.000 ton boksita. Sestava 43-53% Al2O3, 2-6% SiO2.
Grčija. Nahajališča predstavljajo prekinjen pas, ki se razteza od severozahoda proti jugovzhodu, od otoka Amorgos v arhipelagu Tsoklida do Phthiotis v gorovju Pindus, ki prečka Atiko, Boeotio in Phosidae. Diaspore-boehmit tip boksita. Sestava: 56-59% Al2O3, 3-7% SiO2, 18,0% Fe2O3. Proizvodnja v letu 1960 je znašala 949.960 ton. Boksit se v celoti izvozi v Nemčijo, Veliko Britanijo in Rusijo.
Jugoslavija. Nahajališča se nahajajo v Istri, Dalmaciji, Bosni, Hercegovini in Črni gori. Vrsta boksita: dalmatinski - hidrargilit; Istra, črnogorski, hercegovski - bemit. Raziskane zaloge so okoli 130 milijonov ton, možne 270 milijonov ton. Povprečna sestava: 59,7 % Al2O3, 3,4 % SiO2, 18,2 % Fe2O3. Leta 1960 so izkopali 1.025.144 ton boksita; pomemben del boksita izvozimo v Nemčijo in Italijo.
Madžarska. Nanosi se raztezajo v pasu od južnega konca Blatnega jezera do vasi. Negra severno od Budimpešte. Glavnina zalog se nahaja v regiji Bakony Forest, kjer je znanih 15 nahajališč, od katerih je Halimba eno največjih v Evropi.
Boksiti tipa hidrargilit-boemit Sestava: 48-63% Al2O3, 2-14% SiO2, 20-30% Fe2O3. Za madžarske boksite so značilne povečane vsebnosti P2Os, V2O5 in Cr2O3. Zaloge so ocenjene na 200-250 milijonov ton.
Rudarstvo je skoncentrirano v nahajališčih Gant in Iskaszent-Dverd, ki zagotavljata do 80 % vse proizvodnje boksita na Madžarskem. Leta 1960 je bilo izkopanih več kot 1.150.000 ton.
Romunija. Najpomembnejša nahajališča se nahajajo v Transilvaniji v gorovju Bihar. Velikost posameznih nahajališč je v glavnem diaspornega tipa. Sestava: 49-71% Al2O3, 2-9% SiO2, 3-30% Fe2Oa. Skupne rezerve so ocenjene na 40 milijonov ton.
Kitajska. Nahajališča boksita se nahajajo znotraj korejsko-kitajske platforme. Znani sta dve genetski vrsti nahajališč - sedimentna in rezidualna (laterit), pa tudi dva mineraloška tipa - diaspor in hidrargilit. Najpomembnejši med njimi se nahajajo v provincah Shandong, Henan in Gui-Zhou. Sestava boksita je 63-70% Al2O3, 20% SiO2, 1-5% Fe2O3. Zaloge so zelo velike, vendar zaradi slabe raziskanosti nahajališč niso v celoti upoštevane. Nahajališča diaspornih skrilavcev z visoko vsebnostjo glinice so velika.
Zvezna republika Nemčija. Edino nahajališče boksita z zalogami le nekaj sto tisoč ton se nahaja v Hessnu. Letna proizvodnja je 7-8 tisoč ton Nemčija je v celoti odvisna od uvoza, predvsem iz Jugoslavije, Francije in Italije. Leta 1956 je Nemčija uvozila 1.312.100 ton.
Švica, Švedska, Norveška. Lastnih nahajališč boksita nimajo. Pomembna industrija aluminija v teh državah temelji na uvozu boksita in glinice.
Združeno kraljestvo. V ožji Angliji in na Škotskem ni nahajališč boksita. Boksit je že dolgo znan v Severna Irska(območje Antrim). Trenutno so razvita najboljša nahajališča, obseg proizvodnje pa je izjemno majhen. Delovanje se je popolnoma ustavilo leta 1934, vendar se je nadaljevalo med drugo svetovno vojno.
Ti boksiti se v glavnem dobavljajo kemični industriji. Vrsta boksita je hidrargilit. Sestava: 40-60% Al2O3, 3-7% SiO2, 1-20% Fe2O3, 17-28% p.p.
Uvoženi boksit se uporablja za proizvodnjo aluminijevega oksida. Leta 1957 je uvoz boksita znašal 360 tisoč ton. Boksiti se uvažajo predvsem iz Gane.
Boksit je kamnina, sestavljena iz različnih mineralov, predvsem hidroksidov in oksidov aluminija (aluminijev oksid). Poleg tega vsebujejo okside, hidrokside in silikate železa, kremena (silicijev oksid), kremena in druge kemikalije. Skupna količina kemični elementi, ki jih najdemo kot del te pasme - približno sto. Ker ima boksit kompleksno sestavo, nima jasno določene kemijske formule.
Kaj je boksit
Boksit je leta 1821 odkril francoski geolog Pierre Berthier v bližini vasi Le Beau, kjer je raziskovalec preživel poletne počitnice. Po tej vasi je skala dobila ime. Sam Berthier svojemu odkritju ni pripisoval velikega pomena. Niti slutil ni, da bo ta kamnina v prihodnosti postala najpomembnejša surovina za proizvodnjo aluminija.
Videz in fizikalne lastnosti
Po videzu je ta kamnina podobna glini, lahko pa ima tudi skalnat videz. Njihova barva je zelo raznolika - od skoraj bele do skoraj črne, najpogostejše pa so temno rdeče, sive ali rjave. Neprozoren, netopen v vodi. Gostota odvisno od vsebnosti železa in se običajno giblje med 2900–3500 kg/m3, lahko pa tudi bistveno manj. Pri mešanju z vodo boksit ne tvori plastične mase, za razliko od gline.
Njihova struktura lahko biti gosta ali porozna. Pogosto lahko v njih najdete majhne vključke v obliki zaobljenih teles, ki jih tvorijo železovi oksidi ali aluminijev oksid. Takšni boksiti izgledajo zelo dekorativno. Trdota kamnine se giblje od 2 do 7 enot po Mohsovi lestvici.
Kemična sestava
Poleg glavnih sestavin - aluminijevega hidroksida, spojin železa in silicija, vsebuje boksit veliko kemičnih elementov- natrij, kalij, magnezij, krom, cirkonij, galij, vanadij, kot tudi spojine, kot so karbonati, kalciti, titaniti. S človeškega vidika so najpomembnejše aluminijeve spojine – več jih je, dragocenejša je ruda. Silicijev oksid, nasprotno, poslabša kakovost kamnine.
Vključeno lahko vključuje takšne minerale, kot diaspora, boehmite, gibbsite. So kamninotvorne. Poleg tega sestava pogosto vsebuje povezane minerale - na primer goetit, klorite, kaolinit in druge.
Boksiti so podobni glinam, vendar imajo tudi pomembna razlika- aluminij je v njih v obliki hidroksida, v glinah pa v obliki kaolinita.
Glavne sorte
Odvisno od njihovega kemična sestava, lahko vse boksite razdelimo v tri glavne skupine:
- Monohidroksid (kamninotvorni minerali - diaspore ali boemit).
- Trihidroksid (gibsiti).
- Mešano, ki združuje lastnosti prve in druge skupine.
Slednji so najpogostejši.
Po načinu nastanka delimo boksite na lateritne – imenovane tudi rezidualne – in ponovno odložene (ali sedimentne). Nastanejo prve na območjih s tropskim podnebjem kot posledica globokih kemični procesi, ki se pojavljajo v aluminosilikatnih kamninah v pogojih visoke vlažnosti in temperature, in drugi - kot posledica prenosa in ponovnega odlaganja produktov vremenskih vplivov. Pogosto se pojavljajo v plasteh. Ker se te plasti razlikujejo po kvaliteti, je tako rudo težje obdelati.
Uporaba
Glavna uporaba boksitne rude je proizvodnja aluminija. Poleg tega se uporablja kot talilo v črni metalurgiji, v proizvodnji barv, v abrazivni industriji, za proizvodnjo elektrokorunda, ognjevzdržnih materialov z visoko vsebnostjo aluminijevega oksida. Boksit se uporablja tudi za izdelavo aluminijevega cementa - hitro strjevalne sestave z visokimi adstrigentnimi lastnostmi, ki se je izkazala med gradbenimi deli pri nizkih temperaturah.
Uporaba v nakitu
Boksit ni obetaven kamen za draguljarje, najdemo ga le občasno dizajnerski nakit izdelan iz njega. Če pa kamnu dajo obliko krogle in ga polirajo, dobijo lepe spominke. Boksitu ne pripisujejo nobenih zdravilnih ali magičnih lastnosti.
Kako nastane boksit
Ta kamnina nastane s preperevanjem mineralov, ki vsebujejo aluminij, kot so glinenci. Ponavadi se zrušijo, ki tvorijo gline, vendar vroče podnebje in visoka vlažnost spodbujata odstranjevanje silicijevega dioksida in alkalij, zato v tropskih državah Večina nahajališč boksita je koncentriranih. Obstajata dva načina nastanka te kamnine - rezidualno-kemogeni in sedimentno-kemogeni. Sedimentni boksiti nastanejo kot posledica kopičenja produktov preperevanja v nižinah in jamah.
Depoziti
Približno 90 odstotkov svetovnih zalog boksita je v nahajališčih laterita. Pri dolgotrajnem preperevanju aluminosilikatnih kamnin v vročem in vlažnem podnebju nastanejo tako imenovane lateritne skorje. Vodilne v zalogah boksita so Gvineja, Avstralija in Brazilija. Precejšnje število jih imajo tudi Indija, Vietnam, Indonezija, Jamajka, Mali in Kamerun.
Zaloge boksita v Rusiji
V Rusiji je malo nahajališč boksita, zato je treba večino te surovine kupiti v tujini. Ruski boksiti najboljše kakovosti se pridobivajo v boksitonosnem območju Severnega Urala. te rezerve so odkrili leta 1931 leto geolog N.A. Karžavin. Ruda leži na globini 700–1000 m in se pridobiva z rudarsko metodo. Vložen je en depozit Leningradska regija. IN
Regija Arkhangelsk proizvaja boksit z visoko vsebnostjo aluminijevega oksida in nizko vsebnostjo silicija, je njihov razvoj v teku odprta metoda. Njihova glavna pomanjkljivost je visok odstotek kroma in sadre v sestavi kamnine. Nahajališče Vislovskoye se nahaja v regiji Belgorod, zaradi česar je kakovost rude nizka odlična vsebina karbonati.
Nahajališča, odkrita v poznih 60-ih na severozahodu Republike Komi, veljajo za obetavna, vendar njihova kakovost rude je povprečna Poleg tega je njihovo pridobivanje oteženo zaradi nenaseljenosti območja in slabe prometne infrastrukture. Kljub temu je bila leta 1997 prva serija boksitnih surovin iz Komija dostavljena v Uralsko talilnico aluminija, ki je uspešno prestala industrijske teste. Poleg aluminija vsebujejo surovine iz teh nahajališč redke kovine, kar jim daje dodatno vrednost. Boksit se pridobiva tudi v regiji Angara; visoka vsebnost prosti aluminijev oksid v obliki korunda (do 10%).
Pridobivanje in predelava
Najpogosteje se kopljejo z odprtim kopom, uporablja pa se tudi podzemno kopanje. Izbira tehnologije predelave boksita je odvisna od njegove kakovosti. V vsakem primeru postopek vključuje dve stopnji:
- pridobivanje aluminijevega oksida (kemijske metode);
- sproščanje aluminija (elektroliza).
Aluminijev oksid iz rude visoke kakovosti moj z uporabo Bayerjevega postopka, pri katerem fino mlet boksit obdelamo z raztopino natrijevega hidroksida, da nastane raztopina natrijevega aluminata. Nastalo raztopino očistimo iz rdečega blata in iz nje oborimo aluminijev oksid (aluminijev hidroksid).
Za obdelavo nizkokakovostnega boksita je potrebno uporabite več kompleksna metoda - se zdrobijo, zmešajo z apnencem in sodo ter sintrajo v posebnih rotacijskih pečeh. Nastali produkt obdelamo z alkalijo, oborjeni hidroksid ločimo in filtriramo.
V enem obratu lahko uporablja vzporedno oba procesa. To vam omogoča hkratno predelavo rude različnih kakovosti. Možna je tudi uporaba teh metod zaporedno, s sintranjem preostale žlindre iz Bayerjeve metode in ekstrakcijo dodatnega aluminijevega oksida iz nje.
BOKSITI [imenovani območje Les Baux na jugu Francije, kjer so bila prvič odkrita nahajališča boksita], boksit, sestavljen predvsem iz aluminijevih hidroksidov (aluminijev gel, gibsit, boemit, diaspore itd.), oksidov in hidroksidov železa in mineralov gline. Barva je rdeča v različnih odtenkih, rjavkasto rjava, manj pogosto bela, rumena, siva (do črna). Najdemo jih v obliki gostih (kamnitih) ali poroznih tvorb, pa tudi v obliki rahlih zemljastih in glinastih gmot. Glede na zgradbo jih delimo na klastične (pelit, peščenjak, prodnik, konglomerat) in konkrecijske (oolitne, pizolitne, leguminozne); po teksturi - homogeni, slojeviti in drugi boksiti. Gostota se spreminja od 1800 kg/m 3 (razsuta) do 3200 kg/m 3 (kamnita). Glede na prevladujočo mineralno sestavo ločimo boksite: monohidroksidne (diaspor, bemit), trihidrokside (gibsit) in mešane sestave (diaspor-bemit, bemit-gibsit, šamozit-bemit, šamozit-gibsit, gibsit-kaolinit, getit-kamozit- bemit itd.).
Boksiti nastanejo pri globokih kemičnih pretvorbah (lateritizacija) aluminosilikatnih kamnin v vlažnem tropskem podnebju (lateritni ali rezidualni boksiti) ali pri prenosu lateritnih produktov preperevanja in njihovem ponovnem odlaganju (sedimentni boksiti). Kot rezultat superpozicije teh procesov nastanejo boksiti mešanega (poligenega) tipa. Nanosi so listnati, lečasti ali nepravilnih oblik (kraški žepi). Kakovost lateritnih boksitov je običajno visoka (50 % $\ce(Al_2O_3)$ in več), sedimentni boksiti se lahko gibljejo od visoke stopnje (55–75 % $\ce(Al_2O_3)$) do podstandardnih (manj kot 37 % $\ce (Al_2O_3)$ ). V Rusiji zahteve glede kakovosti izkopanega (komercialnega) boksita določa GOST, pa tudi pogodbeni pogoji med dobavitelji in potrošniki. Glede na razmerje (po masi) vsebnosti aluminijevega oksida in silicijevega dioksida (tako imenovani silicijev modul) je boksit razdeljen na 8 razredov. Za najnižji razred (B-6, 2. razred) mora biti silicijev modul nad 2 z vsebnostjo aluminijevega oksida najmanj 37 % za visoko kakovostne boksite (B-0, B-00) mora biti silicijev modul nad 10 z vsebnostjo aluminijevega oksida 50 % in več. V tujih klasifikacijah se boksit z modulom silicija nad 7 uvršča med kakovostne.
Nahajališča boksita glede na rezerve delimo na velika (nad 50 milijonov ton), srednja (5–50 milijonov ton) in majhna (do 5 milijonov ton). Zaloge največjega nahajališča na svetu, Boke (Gvineja), so ocenjene na 2,5 milijarde ton, 83,7% zalog je koncentriranih v lateritnih nahajališčih, 9,5% v poligenskih nahajališčih in 6,8% v sedimentnih nahajališčih.
Najdišča boksita so raziskali v več kot 50 državah sveta. Skupne zaloge boksita so ocenjene na 29,3 milijarde ton, potrjene zaloge na 18,5 milijarde ton (2. polovica 2000-ih). Največje potrjene zaloge so v: Gvineji (7,4 milijarde ton; več kot 40 % svetovnih zalog), Jamajki (2 milijardi ton; 10,8 %), Braziliji (1,9 milijarde ton; 10,3 %), Avstraliji (1,8 milijarde ton; 9,7 %). Indija (0,77 milijarde ton; 4,2 %), Gvajana (0,7 milijarde ton; 3,8 %), Grčija (0,6 milijarde ton; 3,2 %), Surinam (0,58 milijarde ton; 3,1 %), Kitajska (0,53 milijarde ton; 2,8 %). Največja boksitna provinca na svetu je zahodnoafriška boksitna provinca (ali Gvineja).
V Rusiji skupne zaloge boksita presegajo 1,4 milijarde ton, dokazane zaloge pa presegajo 1,1 milijarde ton (začetek leta 2013). Obstaja 57 nahajališč (vključno s 4 velikimi in 7 srednjimi). Glavne zaloge boksita so koncentrirane v regiji Sverdlovsk (približno 1/3 zalog Ruske federacije; sedimentna nahajališča boksitonosne regije Severnega Urala - veliko Čeremuhovskoye, srednje - Red Cap, Kalinskoye, Novokalinskoye), Republika Komi (26% rezerv Ruske federacije; poligenska nahajališča skupine Vorykvinsky timanskih boksitonosnih con - velika Vezhayu-Vorykvinskoye, srednja - Verkhneshugorskoye, Vostochnoye), regija Arkhangelsk (18% rezerv Ruske federacije; velika Sedimentno nahajališče Iksinsky), regija Belgorod (približno 16% rezerv Ruske federacije; veliko nahajališče laterita Vislovskoye, srednje - Melikhovo-Shebekinskoye). Zaloge boksita so bile ugotovljene tudi v Krasnojarskem in Altajskem ozemlju, regiji Kemerovo, Republiki Baškortostan in Leningrajski regiji. Rude iz ruskih nahajališč so v primerjavi s tujimi analogi nižje kakovosti in težji pogoji razvoja. Najbogatejše rude ($\ce(Al_2O_3)$ 56%) so v nahajališčih Severnega Urala; Največje (približno 18% ruskih zalog) Iksinsko nahajališče je sestavljeno iz nizkokakovostnih boksitov.
Svetovna proizvodnja boksita je presegla 196 milijonov ton/leto (2. polovica 2000-ih). Glavne države proizvajalke: Avstralija (62,6 milijona ton/leto), Kitajska (27 milijonov ton/leto), Brazilija (22,8 milijona ton/leto), Gvineja (18,2 milijona ton/leto), Jamajka (14,9 milijona ton/leto), Indija (13,9 milijona ton/leto). V Rusiji je pridobivanje boksita iz podzemlja leta 2012 znašalo 5,14 milijona ton; Razvitih je bilo 9 nahajališč, od tega 6 v regiji Sverdlovsk.
Iz boksita pridobivajo glinico in aluminij. Boksit se uporablja tudi v proizvodnji barv, umetnih abrazivov (elektrokorund), kot talila v črni metalurgiji in sorbenti za čiščenje naftnih derivatov iz različnih nečistoč; boksiti z nizko vsebnostjo železa - za proizvodnjo ognjevzdržnih materialov z visoko vsebnostjo aluminijevega oksida, hitro utrjevalnih cementov itd. Boksiti so kompleksne surovine; poleg aluminija in železa vsebujejo še galij, pa tudi titan, krom, cirkonij, niobij in redke zemeljske elemente.
Glede na mineraloško sestavo delimo boksite na: 1) monohidratne - bemit in diaspor, 2) trihidratne - gibsit in 3) mešane. V teh vrstah rud so lahko prisotni tako monohidrati kot trihidrati aluminijevega oksida. V nekaterih nahajališčih je poleg trihidrata prisoten tudi brezvodni aluminijev oksid (korund).
Nahajališča boksita v vzhodni Sibiriji po starosti, genezi, videzu in mineraloški sestavi pripadajo dvema popolnoma različnima tipoma. Prva je neke vrste argilitu podobna metamorfizirana kamnina z nejasno izraženo fižolovo mikrostrukturo, druga pa ima tipično fižolasto strukturo.
Glavne sestavine boksita so oksidi aluminija, železa, titana in silicija; oksidi magnezija, kalcija, fosforja, kroma in žvepla so vsebovani v količinah od desetink odstotka do 2%. Vsebnost galijevega, vanadijevega in cirkonijevega oksida je tisočinke odstotka.
Poleg Al 2 O 3 je za boemit-diasporne boksite Vzhodne Sibirije značilna visoka vsebnost SiO 2 in Fe 2 O 3 ter včasih titanovega dioksida (tip gibbsita).
Tehnične zahteve za boksit ureja GOST, ki standardizira vsebnost aluminijevega oksida in njegovo razmerje do silicijevega dioksida (silicijev modul). Poleg tega GOST določa vsebnost škodljivih nečistoč v boksitu, kot so žveplo, kalcijev oksid in fosfor. Te zahteve se lahko razlikujejo glede na način obdelave, vrsto depozita ter njegove tehnične in ekonomske pogoje za vsak depozit.
V diaspor-bemitnih boksitih Vzhodne Sibirije je značilna zrnasta struktura opazna večinoma le pod mikroskopom, cementni material pa prevladuje nad zrni. Med boksiti te vrste ločimo dve glavni sorti: diaspor-klorit in diaspor-boemit-hematit.
V nahajališčih tipa gibbsit prevladujejo boksiti s tipično fižolasto strukturo, med katerimi so: gosti, kamniti in prepereli, uničeni, imenovani ohlapni. Poleg kamnitih in drobljivih boksitov pomemben delež sestavljajo glinasti boksiti in gline. Stročnični del kamnitih in drobljivih boksitov je sestavljen predvsem iz hematita in magnetita. Velikosti fižola segajo od delcev milimetra do centimetra. Cementni del kamnitih boksitov, pa tudi boksitnih sort, je sestavljen iz drobnozrnatih in fino razpršenih glinenih mineralov in gibzita, običajno rdečkasto rjave barve z železovimi hidroksidi.
Glavni kamenotvorni minerali boksita tipa diaspor-boehmit so klorit-dafnit, hematit, diaspor, boemit, pirofilit, ilit, kaolinit; nečistoče - sericit, pirit, kalcit, sadra, magnetit, cirkon in turmalin. Prisotnost klorita, pa tudi aluminosilikatov z visoko vsebnostjo silicijevega dioksida - ilita in pirofilita, določa visoko vsebnost silicijevega dioksida v boksitih. Velikost mineralnih zrn od delcev mikrona do 0,01 mm. Minerali v boksitu so tesno povezani in tvorijo fino razpršene zmesi, le na določenih območjih in tankih plasteh pa nekateri minerali tvorijo segregacije (klorit) ali zrna. Poleg tega so pogosto opažene različne zamenjave in spremembe mineralov zaradi procesov preperevanja in metamorfizma.
Kamenotvorni minerali boksitov tipa gibsit so aluminijev trihidrat - gibsit, hematit (hidrohematit), goetit (hidrogetit), maghemit, kaolinit, haloizit, hidrosljuda, kremen, rutil, ilmenit in brezvodni aluminijev oksid (korund). Nečistoče so magnetit, turmalin, apatit, cirkon itd.
Glavni mineral aluminijevega oksida - gibsit - opazimo v obliki fino razpršene, šibko kristalizirane mase in redkeje relativno velike (0,1–0,3 mm) kristali in zrna. Fino dispergiran gibsit je običajno obarvan z železovimi hidroksidi v rumenkasto in rjavo barvo in pod mikroskopom skoraj ne polarizira. Velika zrna gibsita so značilna za kamnite boksite, kjer tvorijo skorjaste robove okoli zrn. Gibbsit je tesno povezan z minerali gline.
Titanove minerale predstavljata ilmenit in rutil. Ilmenit je prisoten tako v cementnem delu boksita kot v metuljnem delu v obliki zrnc velikosti od 0,003–0,01 do 0,1–0,3 mm. Rutil v boksitu je fino razpršen, velikosti od frakcij do 3–8 mk in
2. Študija materialne sestave
Pri preučevanju materialne sestave boksitov imamo, kot izhaja iz zgoraj navedenega, opravka z amorfnimi, fino razpršenimi in drobnozrnatimi minerali, ki se nahajajo v tesnih paragenetskih zrastliščih in so skoraj vedno obarvani z železovimi oksidi in hidroksidi. Zato je za izvedbo kvalitativne in kvantitativne mineraloške analize boksita potrebna uporaba različnih raziskovalnih metod.
Iz prvotnega vzorca rude, zmletega na -0,5 ali -1,0 mm, vzemite vzorce: en –10 G za mineraloško, drugo -10 g za kemično in tretje -5 G za toplotne analize. Vzorci diaspor-boemit boksita se zdrobijo na 0,01–0,07 mm in gibbsit - do 0,1-0,2 mm.
Mineraloška analiza zdrobljenega vzorca se izvede po njegovem predhodnem razbarvanju, to je raztapljanju železovih oksidov in hidroksidov v oksalni in klorovodikovi kislini.
kisline ali alkohol, nasičen s klorovodikom. Če so prisotni karbonati, vzorce najprej obdelamo z ocetno kislino. V nastalih raztopinah kemijsko določimo vsebnost oksidov železa, aluminija, silicija in titana.
Mineraloško sestavo netopnega ostanka lahko preučujemo z ločevanjem v težkih tekočinah po predhodnem razpadu in elutriaciji ter z ločevanjem v težkih tekočinah brez predhodnega elutriiranja.
Za popolnejšo študijo glinenih mineralov se uporablja elutriacija (možnost I), medtem ko lahko glinene frakcije preučujemo z drugimi metodami analize (termična, rentgenska difrakcija) in brez ločevanja v težkih tekočinah. Analiza možnosti II je najhitrejša, a manj natančna.
Spodaj opisujemo glavne operacije in analitične metode, ki se uporabljajo pri proučevanju materialne sestave boksita.
Študija pod mikroskopom proizvedeno v prozornih in poliranih delih ter v potopnih pripravkih. V laboratorijski študiji je treba pred celotnim kompleksom analiz opraviti študijo boksita v tankih rezih. Z uporabo tankih rezov, pripravljenih iz različnih vzorcev boksita, se določi mineraloška sestava, stopnja razpršenosti mineralov, medsebojno razmerje mineralov, stopnja preperevanja, struktura itd. V poliranih rezih se določijo minerali železovih oksidov in proučujejo se hidroksidi, ilmenit, rutil in drugi rudni minerali. Upoštevati je treba, da so minerali železovih oksidov in hidroksidov skoraj vedno v tesni povezavi z minerali gline in aluminijevega oksida, zato, kot so pokazale naše študije, njihove optične lastnosti ne sovpadajo vedno s podatki referenčnih vzorcev.
Pri proučevanju mineraloške sestave boksitov, zlasti njihovih ohlapnih sort, se pogosto uporablja metoda potapljanja. Pri potopnih pripravkih mineraloško sestavo proučujemo predvsem po optičnih lastnostih mineralov, ugotavljamo pa tudi količinsko razmerje mineralov v vzorcu.
Preučevanje boksitnih kamnin pod mikroskopom v prozornih in poliranih rezih in potopnih pripravkih je treba izvajati pri največji povečavi. Tudi takrat ni vedno mogoče določiti potrebnih morfoloških in optičnih lastnosti mineralov ter narave njihovega finega zraščanja. Te težave je mogoče rešiti le s sočasno uporabo metod raziskovanja z elektronsko mikroskopijo in elektronsko difrakcijo.
izčrpanost uporablja se za ločevanje razmeroma grobozrnatih frakcij od drobnozrnatih, ki zahtevajo druge metode preučevanja. Za obarvane boksite (rjave, zelenkaste) se ta analiza izvede šele po beljenju. Najbolj drobnozrnati boksiti, gosto cementirani, se po predhodnem razpadu izperejo.
Razpad beljenega vzorca se izvede z vrenjem s peptizatorjem v erlenmajericah pod refluksom. Lahko se uporablja kot peptizator cela serija reagenti (amoniak, tekoče steklo, soda, natrijev pirofosfat itd.). Predpostavlja se, da je razmerje med tekočino in trdno snovjo enako kot pri glinah. V nekaterih primerih, kot na primer v diaspor-bemitnih boksitih, tudi s pomočjo peptizatorja ne pride do popolnega razpada. Zato nerazpadli del dodatno zmeljemo v možnarju z rahlim pritiskom z gumijastim tolkačem.
Obstajajo različne metode elutricije. Za glinene kamnine jih je najbolj popolno opisal M. F. Vikulova. Izvedli smo elutriacijo vzorcev boksita v litrskih kozarcih, kot je opisal I. I. Gorbunov. Na stenah so narejene oznake: zgoraj - za 1 l, 7 pod njo cm - za odvajanje delcev<1 mk in 10 “g pod litrsko oznako - za odvajanje delcev > 1 mk. Izčrpana tekočina se odvaja s pomočjo sifona: zgornja 7 cm plast po 24 h(delci manj kot 1 mk), 10 cm plast po 1 h 22 min(delci 1–5 mk) in po 17 min 10 sek(delci 5–10 m.k). Frakcije, večje od 10 mk raztresena po sitih. Da bi preprečili sesanje vzmetenja iz globine pod projektno ravnjo, je na spodnjem koncu sifona, spuščenega v vzmetenje, nameščena konica, ki jo je oblikoval V. A. Novikov.
Iz ulomka, manjšega od 1 mk ali 5 mk v nekaterih primerih z uporabo supercentrifuge (s hitrostjo vrtenja 18–20 tisoč. vrtljajev na minuto) lahko izoliramo frakcije, obogatene z delci velikosti stotink mikrona. To se doseže s spreminjanjem hitrosti dovajanja suspenzije v centrifugo. Načelo delovanja in uporabo supercentrifuge za granulometrične analize je opisal K. K. Nikitin.
Gravitacijska analiza za boksitne kamnine se proizvaja na električnih centrifugah pri 2000–3000 vrtljajev na minuto v tekočinah specifična teža 3,2; 3,0; 2,8; 2,7; 2.5.
Ločevanje vzorcev na monomineralne frakcije s centrifugiranjem v težkih tekočinah brez predhodnega elutriiranja je skoraj nemogoče doseči. Tanki razredi (1–5 mk) tudi po elutriaciji se v težkih tekočinah slabo ločijo. To se očitno zgodi zaradi visoka stopnja disperzijo, pa tudi najfinejše kopičenje mineralov. Tako je pred gravitacijsko analizo potrebno vzorce z elutriacijo ločiti v razrede. Tanki razredi (1–5 mk in včasih 10 mk proučujemo s toplotno, rentgensko difrakcijo, mikroskopskimi in drugimi metodami brez ločevanja v težkih tekočinah. Od večjih frakcij v težkih tekočinah je možno ločiti diaspore od bemita (specifična teža tekočine 3,0), pirita, ilmenita, rutila, turmalina, cirkona, epidota itd. (v specifična teža tekočine 3,2), boemita do gibsita in kaolinita ( specifična teža tekočine 2,8), gibbsit iz kaolinita (specifična teža tekočine 2,5).
Upoštevati je treba, da se za boljše ločevanje v težkih tekočinah beljeni vzorci ali frakcije po elutriciji ne posušijo do suhega, ampak se napolnijo s težko tekočino v mokrem stanju, saj lahko posušeni vzorec izgubi disperzijsko sposobnost. Uporabo gravitacijske analize pri preučevanju mineraloške sestave boksitov podrobno opisujejo E. V. Rozhkova et al.
Termična analiza je ena glavnih metod za preučevanje vzorcev boksita. Kot veste, je boksit sestavljen iz mineralov, ki vsebujejo vodo. Odvisno od spremembe temperature se v vzorcu pojavijo različne fazne transformacije, ki jih spremlja sproščanje ali absorpcija toplote. Na tej lastnosti boksita temelji uporaba termične analize. Bistvo metode in načini dela so opisani v strokovni literaturi.
Termično analizo izvajamo z različnimi metodami, najpogosteje z metodo ogrevalne krivulje in metodo dehidracije. V zadnjem času so bile zasnovane instalacije, v katerih se istočasno beležita krivulja ogrevanja in dehidracije (izguba teže). Toplotne krivulje so zabeležene tako za originalne vzorce kot za frakcije, ločeno od njih. Kot primer so podane toplotne krivulje zelenkasto sive kloritne sorte diaspornega boksita in njegovih posameznih frakcij. Tukaj, na toplotni krivulji frakcije diaspore II,
endotermni učinek pri temperaturi 560°, kar ustreza endotermnim učinkom na krivuljah I in III pri temperaturah 573 in 556°. Na krivulji segrevanja glinene frakcije IV endotermne postaje pri 140, 652 in 1020° ustrezajo ilitu. Endotermni postanek pri 532° in šibke eksotermne učinke pri 816 in 1226° je mogoče pojasniti s prisotnostjo majhne količine kaolinita. Tako je endotermni učinek pri 573° na izvirnem vzorcu (krivulja jaz) ustreza diaspori in kaolinitu, pri 630° pa ilitu (652° na krivulji IV) in kloritu. Ko ima vzorec polimineralno sestavo, se toplotni učinki prekrivajo; posledično je nemogoče dobiti jasno predstavo o sestavi prvotne kamnine brez analize njenih sestavnih delov ali frakcij.
Pri gibsitnih boksitih je mineraloška sestava veliko enostavneje določena s toplotnimi krivuljami. Vsi termogrami kažejo endotermni učinek v območju od 204 do 588° z maksimumom pri 288–304°, kar kaže na prisotnost gibsita. V istem temperaturnem območju železovi hidroksidi - goethite in hydrogoethite - izgubljajo vodo, toda ker je količina vode v njih približno 2-krat manjša kot v gibsite, bo globina učinka, ki ustreza železovim hidroksidom, odvisna od količine gibsita . Za kaolinit je značilen drugi endotermni učinek v območju 500–752° z maksimumom pri 560–592° in ustreznim eksotermnim učinkom pri 980–1020°.
Haloizit in muskovit, ki sta v proučevanih boksitih prisotna v majhnih količinah, se ne odražata v termogramih, razen majhnega endotermnega učinka pri 116–180°, ki očitno pripada halozitu. Razlog za to je majhne vsebine določene minerale in nalaganje številnih učinkov. Poleg tega, če sta v vzorcih prisotna kaolinit in sljuda, potem je, kot je znano, tudi neznatna primes kaolinita v sljudi izražena v termogramih z učinkom kaolinita.
Količino gibsita lahko določimo s področja prvega endotermnega učinka. Površine merimo s planimetrom. Za standard lahko vzamemo vzorec, ki je najbolj obogaten z gibbitom z največjo vsebnostjo aluminijevega oksida in vode ter najmanjšo vsebnostjo silicijevega dioksida in železovih oksidov. Vrednost A1 2 O 3 gibsita v drugih vzorcih se določi iz izračuna
kje X- vrednost ugotovljenega gibsita A1 2 O 3;
S je območje endotermnega gibsitnega učinka proučevanega vzorca na termogramu, cm 2,
A- vsebnost A1 2 O 3 v referenčnem vzorcu gibsita;
K je površina referenčnega vzorca na termogramu, cm 2.
Odvisnost območij endotermnega učinka od vsebnosti gibsita lahko izrazimo grafično. V ta namen je vsebnost A1 2 O 3 v odstotkih narisana vzdolž abscisne osi, ustrezne površine v kvadratnih centimetrih pa so narisane vzdolž ordinatne osi. Z merjenjem površine endotermnega učinka, ki ustreza gibbitu na krivulji, je mogoče iz grafa izračunati vsebnost A1 2 O 3 v testnem vzorcu.
Metoda dehidracije temelji na dejstvu, da minerali, ki vsebujejo vodo, pri določenih temperaturah izgubijo težo. Količina mineralov v vzorcu se določi z izgubo teže. V nekaterih primerih, zlasti kadar se temperaturna območja mineralne dehidracije prekrivajo, je ta metoda nezanesljiva. Zato ga je treba uporabljati sočasno s snemanjem ogrevalnih krivulj, čeprav takšna kombinirana metoda zaradi pomanjkanja posebnih inštalacij ni vedno na voljo.
Najenostavnejšo metodo za določanje izgube teže so razvili na VIMS. Za to potrebujete sušilno omaro, dušilec, termoelement, torzijsko tehtnico itd. Metodo dela, potek analize in rezultate njene uporabe za gline in boksite podrobno opisuje V. P. Astafiev.
Izgubo teže med segrevanjem v vsakem temperaturnem območju je mogoče preračunati ne glede na količino minerala, kot priporoča V.P. Astafiev, temveč glede na količino A1 2 O 3. ki jih vsebuje ta mineral. Dobljene rezultate je mogoče primerjati s podatki kemijske analize. Izkazalo se je, da priporočena 2-urna izpostavljenost pri 300° za vzorce, obogatene z gibbitom, ne zadostuje. Vzorec doseže konstantno težo v 3–4 urah po segrevanju, tj. ko se sprosti vsa gibsit voda. V vrstah gline, ki so revne na gibsit, pride do njegove dehidracije pri 300 ° popolnoma v 2 h. Izgube teže vzorcev pri različnih temperaturah je mogoče grafično izraziti, če so vrednosti temperature (od 100 do 800 °) narisane vzdolž abscisne osi, ustrezna izguba teže (H 2 O) v odstotkih pa je narisana vzdolž osi abscise. ordinatna os. Rezultati kvantitativnega določanja mineralov po metodi V.P. Astafieva običajno dobro sovpadajo z rezultati termične analize po območju učinkov in s pretvorbo v mineralno sestavo kemične analize vzorcev.
Kemijska analiza daje prvo predstavo o kakovosti boksitov pri proučevanju njihove materialne sestave.
Masno razmerje aluminijevega oksida in silicijevega dioksida določa vrednost modula silicija, ki je merilo za kakovost boksita. Večji kot je ta modul, boljša je kakovost boksita. Vrednost modula za boksit se giblje od 1,5 do 12,0. Razmerje med vsebnostjo aluminijevega oksida in izgubo pri žarenju (LOI) daje nekaj predstave o vrsti boksita. Tako je pri gibsitnih boksitih izguba pri žarenju bistveno višja kot pri diaspor-bemitnih boksitih. V prvem se giblje od 15 do 25 %, v drugem pa od 7 do 15 %. Izguba pri žarenju v boksitu je običajno vzeta kot količina H 2 O, saj SO 3, CO 2 in organske snovi le redko najdemo v velikih količinah. Diaspore-boehmit boksiti vsebujejo kalcit in pirit kot primesi. Vsota SO 3 in CO 2 v njih je 1–2 %. Boksiti tipa Gibbsite včasih vsebujejo organske snovi, vendar njihova količina ne presega 1%. Za to vrsto boksita je značilna visoka vsebnost železovega oksida (10–46 %) in titanovega dioksida (2–9 %). Železo je predstavljeno predvsem v obliki oksida in je del hematita, getita, magnetita in njihovih hidratnih oblik. Diaspore-boehmit boksiti vsebujejo železovo železo, katerega vsebnost se giblje od 1 do 17%. Njegova visoka vsebnost je posledica prisotnosti klorita in majhnih količin pirita. V boksitih tipa gibsit je železovo železo del ilmenita.
Prisotnost alkalij lahko kaže na prisotnost sljude v boksitni kamnini. Tako je v diaspor-bemitnih boksitih razmeroma visoka vsebnost alkalij (K 2 O + Na 2 O = 0,5–2,0%) razložena s prisotnostjo hidrosljud tipa ilita. Kalcijeve in magnezijeve okside najdemo v karbonatih, mineralih gline in kloritu. Njihova vsebnost običajno ne presega 1–1,5 %. Krom in fosfor prav tako predstavljata manjše nečistoče v boksitu. Drugi primesni elementi Cr, Mn, Cu, Pb, Ni, Zn, As, Co, Ba, Ga, Zr, V so v boksitu prisotni v zanemarljivih količinah (tisočinke in desettisočinke odstotka).
Pri proučevanju materialne sestave boksita se izvaja tudi kemijska analiza posameznih monomineralnih frakcij. Na primer, v frakcijah boemit-diaspor in gibbsite se določi vsebnost aluminijevega oksida, izgube pri žarenju in nečistoče - silicijev dioksid, železovi oksidi, magnezijev, vanadijev, galijev in titanov dioksid. Frakcije, obogatene z minerali gline, se analizirajo na vsebnost silicijevega dioksida, skupne alkalije, aluminijev oksid, kalcij, magnezij, železove okside in izgube pri žarenju. Visoke vsebnosti silicijevega dioksida v prisotnosti alkalij v glinenih frakcijah iz diaspor-boehmitnih boksitov kažejo na prisotnost hidrosljud tipa ilita. V glinenih frakcijah kaolinit-gibsitnih boksitov, če ni alkalij in prostih mineralov silicijevega dioksida, lahko visoka vsebnost SiO 2 kaže na visoko vsebnost silicijevega dioksida v kaolinitu.
Glede na kemično analizo je možno preračunati mineralno sestavo. Kemijska analiza monomineralnih frakcij se pretvori v molekulske količine, iz katerih se naredijo izračuni. kemijske formule preučevali minerale. Pretvorba kemične sestave boksita v minerale se izvaja za nadzor drugih metod ali kot dodatek k njim. Na primer, če sta glavna minerala, ki vsebujeta silicijev dioksid v vzorcu, kremen in kaolinit, se ob poznavanju količine kremena določi preostali silicijev dioksid, vezan v kaolinit. Na podlagi količine silicijevega dioksida na kaolinit je mogoče izračunati količino aluminijevega oksida, potrebno za njegovo vezavo v formulo kaolinita. Na podlagi celotne vsebnosti kaolinita je mogoče določiti količino Al 2 O 3, ki je prisoten v obliki aluminijevega hidrata (gibbsit ali drugi). Na primer, kemična sestava boksita: 51,6% A1 2 O 3; 5,5 % SiO2; 13,2 % Fe 2 O 3; 4,3 % TiO2; 24,7 % p.p.p.; znesek 99,3 %. Količina kremena v vzorcu je 0,5 %. Potem bo količina SiO 2 v kaolinitu enaka razliki med njegovo skupno vsebnostjo v vzorcu (5,5 %) in SiO 2 v kremenu (0,5 %), to je 5,0 %.
in količina A1 2 O 3 na 5,0 % SiO 2 kaolinita bo
Razlika med skupno vsebnostjo A1 2 O 3 v kamnini (51,6) in A1 2 O 3 na kaolinit (4,2) je Ai 2 O 3 aluminijevih hidratov, to je 47,4 %. Ker vemo, da je v proučevanih boksitih mineral aluminijevega hidrata gibsit, iz količine A1 2 O 3, dobljene za aluminijeve hidrate (47,4 %), izračunamo količino gibsita glede na njegovo teoretično sestavo (65,4 % A1 2 O 3; 34,6). % H 2 O). V tem primeru bo količina aluminijevega oksida enaka
Dobljene podatke lahko spremljamo z izgubo teže pri žarenju, ki je tukaj vzeta kot količina H 2 O. Tako je za vezavo A1 2 O 3 = 47,4 % v gibsit potrebno
Glede na kemično analizo splošno vsebino H 2 0 v vzorcu je 24,7 (pp. p.), kar pomeni, da približno sovpada z vsebnostjo H 2 0 v gibbitu. V tem primeru zmanjka vode za druge minerale (kaolinit, železove hidrokside). Posledično količina aluminijevega oksida, ki znaša 47,4 %, poleg trihidrata vključuje tudi nekaj količine monohidrata ali brezvodnega aluminijevega oksida. Zgornji primer prikazuje samo princip preračunavanja. V resnici je večina boksitov kompleksnejša po svoji mineraloški sestavi. Zato se pri pretvorbi kemijske analize v mineraloško uporabijo tudi podatki drugih analiz. Na primer, v gibsitnih boksitih je treba količino gibsita in glinenih mineralov izračunati iz dehidracije ali termične analize ob upoštevanju njihove kemične sestave.
Vendar pa je kljub kompleksnosti mineraloške sestave pri nekaterih boksitih možno kemično sestavo pretvoriti v mineraloško.
Fazna kemijska analiza. Osnovni principi kemijske fazne analize boksita so podani v knjigi V.V.Dobrovolskega in Yu.V.Klimenka. Pri proučevanju boksitov v vzhodni Sibiriji se je izkazalo, da ta metoda v vsakem posameznem primeru zahteva nekaj sprememb in izboljšav. To je razloženo z dejstvom, da imajo kamninotvorni minerali boksita, zlasti glinasti, široke meje topnosti v mineralnih kislinah.
Kemijska fazna analiza za preučevanje boksita se izvaja predvsem v dveh različicah: a) nepopolna kemijska fazna analiza (selektivno raztapljanje enega ali skupine mineralov) in b) popolna kemijska fazna analiza.
Nepopolna kemijska fazna analiza se izvaja na eni strani z namenom predobdelave vzorcev za kasnejšo študijo netopnih ostankov pod mikroskopom, termično, rentgensko difrakcijo in druge analize ter na drugi strani za kvantitativno določitev iz ene ali dveh komponent. Količino mineralov določimo z razliko v masi pred in po raztapljanju ali s preračunavanjem kemične sestave raztopljenega dela vzorca.
S selektivnim raztapljanjem se določi količina železovih oksidov in hidroksidov (včasih klorita). Problematika deferizacije boksita je podrobno obravnavana v delih VIMS. V boksitih tipa diaspor-boemit so železovi oksidi in kloriti raztopljeni v 6 N. HCl. V gibsitnih boksitih se hidroksidi in železovi oksidi največ (90–95 %) ekstrahirajo v raztopino, ko se raztopijo v alkoholu, nasičenem s klorovodikom (3 N), pri L: T = 50. V tem primeru je 5–10 % skupnega aluminijev oksid prehaja v raztopino svojo količino v boksitu, titanov dioksid pa do 40%. Razbarvanje boksita lahko izvedemo v 10% oksalni kislini s segrevanjem v vodni kopeli 3–4 h pri L: T = 100. Pod temi pogoji se minerali, ki vsebujejo titan, manj raztopijo (približno 10-15% TiO 2), več pa se ekstrahirajo v raztopino aluminijevega oksida (25-40%), pri čemer se železovi oksidi ekstrahirajo za 80- 90 % Tako morate za čim večjo ohranitev titanovih mineralov med beljenjem boksita uporabiti 10% oksalno kislino, za ohranitev mineralov aluminijevega oksida pa morate uporabiti alkoholno raztopino, nasičeno s klorovodikom.
Karbonati (kalcit), ki so prisotni v nekaterih boksitih, se raztopijo v 10 % ocetni kislini, ko segrevamo 1 h pri F: T=100 (glej poglavje “Bakreni peščenjaki”). Njihovo raztapljanje bi moralo biti pred beljenjem boksita.
Nepopolna kemijska fazna analiza se uporablja tudi za kvantifikacijo mineralov aluminijevega oksida. Za njihovo določanje obstaja več metod, ki temeljijo na selektivnem raztapljanju. V nekaterih boksitih je mogoče količino gibsita dokaj hitro določiti z raztapljanjem vzorcev v 1 N. KOH ali NaOH po metodi, ki sta jo opisala V.V.Dolivo-Dobrovolsky in Yu.V.Klimenko. Malovodne in brezvodne minerale aluminijevega oksida - diaspore in korund v boksitu lahko določimo z raztapljanjem vzorcev v fluorovodikovi kislini brez segrevanja, podobno kot v nadaljevanju opisani metodi za določanje silimanita in andaluzita. A. A. Glagolev in P. V. Kulkin navajata, da korund in diaspore iz sekundarnih kvarcitov Kazahstana v fluorovodikovi kislini na hladnem 20 h praktično se ne raztopijo.
Popolna kemijska fazna analiza ima zaradi edinstvene materialne sestave boksitov in različnega obnašanja pri raztapljanju istih mineralov iz različnih nahajališč svoje posebnosti za vsako vrsto boksita. Po raztapljanju kaolinita v ostanku določimo A1 2 O 3 in SiO 2 . Glede na vsebnost slednjega se izračuna količina pirofilita, pri čemer je treba upoštevati, da je kremen skoraj vedno prisoten v sami diaspori (do 11%).
Za gibsit boksite, v katerih monohidratni minerali aluminijevega oksida niso prisotni ali predstavljajo majhen delež, se lahko kemijska fazna analiza zmanjša na dve ali tri stopnje. Po tej shemi se gibbsit raztopi z dvojno obdelavo z alkalijami. Na podlagi vsebnosti A1 2 O 3 v raztopini izračunamo količino gibsita v vzorcu. Toda na primeru gibsitnih boksitov v Vzhodni Sibiriji se je izkazalo, da se v posameznih vzorcih izluži več glinice, kot je vsebovane v obliki gibsita. V teh boksitih prosta glinica, ki nastane med fizikalno-kemijsko razgradnjo kaolinita, očitno prehaja v alkalne ekstrakte. Ob upoštevanju značilnosti gibsitnih boksitov je pri izvajanju kemijske fazne analize potrebno izvesti vzporedno analizo brez obdelave vzorcev z alkalijami. Najprej se vzorec raztopi v HCl s specifično težo 1,19, ko se segreva 2 h. Pod temi pogoji se gibsit, železovi oksidi in hidroksidi popolnoma raztopijo.
Spektralne, rentgenske difrakcijske in druge analize so zelo učinkoviti pri preučevanju boksita. Kot je znano, spektralna analiza daje popolno sliko elementarne sestave rude. Izvaja se tako za začetne vzorce kot za posamezne frakcije, izolirane iz njih. S spektralno analizo v boksitu določimo vsebnost glavnih komponent (Al, Fe, Ti, Si), pa tudi elementov v sledovih Ga, Cr, V, Mn, P, Zr itd.
Široko se uporablja rentgenska difrakcijska analiza, ki omogoča določanje fazne sestave različnih frakcij. Za isti namen se uporabljajo študije elektronske difrakcije in elektronske mikroskopije. Bistvo teh analiz, metode za pripravo zdravil in metode za interpretacijo rezultatov so opisane v strokovni literaturi. Tukaj je treba opozoriti, da pri študiju s temi metodami velika vrednost ima metodo priprave vzorcev. Za metode analize z rentgensko difrakcijo in elektronsko difrakcijo je potrebno pridobiti več ali manj monomineralnih frakcij, kakor tudi ločiti delce po velikosti. Na primer, v diaspore-boehmit boksitih v frakciji manj kot 1 mk Rentgenska difrakcijska analiza razkrije samo ilit, elektronska difrakcijska analiza pa samo kaolinit. To je posledica dejstva, da je ilit v obliki velikih delcev, ki jih ni mogoče raziskati z elektronsko difrakcijo (delci, večji od 0,05 mk), in kaolinit, nasprotno, zaradi visoke stopnje disperzije zaznamo le z elektronsko difrakcijo. Termična analiza je potrdila, da je ta frakcija mešanica ilita in kaolinita.
Elektronsko mikroskopska metoda ne daje dokončnega odgovora, saj se v boksitih, zlasti gosto cementiranih, po mletju in raztapljanju vzorcev v kislinah ne ohrani naravna oblika delcev. Zato ima opazovanje pod elektronskim mikroskopom pomožno ali kontrolno vrednost za analize elektronske difrakcije in rentgenske difrakcije. Omogoča presojo stopnje homogenosti in razpršenosti določene frakcije, prisotnosti nečistoč, ki se lahko odražajo v zgoraj omenjenih analizah.
Med drugimi raziskovalnimi metodami je treba opozoriti na magnetno ločitev. Maghemit-hematit zrna so izolirana s trajnim magnetom.