Боксит как алюминиевая руда¶

Боксит — осадочная горная порода, представляющая собой основное промышленное сырьё для получения глинозёма (оксида алюминия), из которого затем выплавляют металлический алюминий. Порода состоит преимущественно из гидроксидов алюминия — гиббсита, бёмита и диаспора, а также оксидов железа, титана, кремния и глинистых минералов. Название происходит от местности Ле-Бо (Baux-de-Provence) на юге Франции, где порода была впервые описана в 1821 году геологом Пьером Бертье.

¶Состав и свойства

Боксит не имеет строго постоянного минерального состава, поэтому рассматривается как смесь минералов, а не как единый минерал. Основные компоненты:

Ключевым показателем качества служит кремниевый модуль — отношение содержания глинозёма к оксиду кремния (Al₂O₃/SiO₂). Чем выше модуль, тем выгоднее переработка: для рентабельного производства он обычно должен превышать 7–10. Цвет породы варьируется от белого и серого до красно-бурого, что зависит от примесей железа. Твёрдость по шкале Мооса — от 1 до 6 в зависимости от плотности и степени литификации; плотность — около 2,5–3,5 г/см³.

¶Происхождение и залегание

Бокситы формируются двумя основными путями. Латеритные (остаточные) залежи образуются при выветривании алюмосиликатных пород в условиях жаркого влажного климата: кремний и щелочные металлы выносятся, а менее подвижные гидроксиды алюминия и железа накапливаются. Осадочные (переотложенные) бокситы возникают при переносе и накоплении материала в водных бассейнах. Залежи имеют пластообразную, линзовидную или гнездовую форму, мощность колеблется от долей метра до десятков метров.

¶Добыча и переработка

Добыча ведётся преимущественно открытым способом — карьерами, реже подземным. Крупнейшие производители бокситов — Австралия, Гвинея, Бразилия, Китай, Индонезия и Индия. Значительная часть добытого сырья перерабатывается в глинозём по методу Байера: боксит обрабатывают горячим раствором гидроксида натрия, извлекают глинозём в раствор, отделяют нерастворимый остаток — красный шлам, а затем осаждают чистый гидроксид алюминия. Для высококремнистых бокситов применяют спекание с содой и известью (способ спекания). Металлический алюминий получают электролизом глинозёма в расплаве криолита (процесс Холла — Эру).

¶Применение

Основное направление использования — металлургия алюминия. Помимо этого, бокситы и продукты их переработки применяются:

• в производстве огнеупоров и абразивов (электрокорунд);
• как сырьё для получения галлия и ванадия из попутных компонентов;
• в цементной промышленности (бокситовый цемент);
• в качестве наполнителей и адсорбентов после соответствующей обработки.

Из одной тонны боксита в среднем получают около 400–500 кг глинозёма, из которого выплавляют примерно 200–250 кг алюминия.

¶Значение

Алюминий — второй по объёму производства металл в мире после стали, и практически весь первичный алюминий получают из бокситового сырья. Это делает боксит стратегическим полезным ископаемым: доступ к крупным месторождениям определяет позиции стран в мировой алюминиевой отрасли. Отходы переработки — красный шлам — представляют экологическую проблему из-за высокой щёлочности и больших объёмов накопления; ведутся работы по его утилизации в строительстве и извлечении остаточных металлов.