Innehåll
- Vad är Bauxit?
- Vad är Bauxites sammansättning?
- Bauxites fysiska egenskaper
- Bauxit Används för aluminiumproduktion
- Användning av Bauxit som en slipande
- Användning av Bauxit som proppant
- Ersättare för Bauxit
- Bauxit-lokaler
Bauxit från Little Rock, Arkansas, med en pisolitisk vana och karakteristisk röd järnfärgning. Provet är ungefär 4 tum (10 centimeter) tvärs över.
Vad är Bauxit?
Många är förvånade över att få veta att bauxit inte är ett mineral. Det är en sten som huvudsakligen består av aluminiumbärande mineraler. Det bildas när laterit jordar är starkt lakas ut av kiseldioxid och andra lösliga material i ett vått tropiskt eller subtropiskt klimat.
Bauxit är den primära malmen av aluminium. Nästan allt aluminium som någonsin har producerats har utvunnits från bauxit. USA har några små bauxitfyndigheter men minst 99% av bauxiten som används i USA importeras. USA är också en viktig importör av aluminiummetall.
Vad är Bauxites sammansättning?
Bauxit har ingen specifik sammansättning. Det är en blandning av vattenhaltiga aluminiumoxider, aluminiumhydroxider, lermineraler och olösliga material såsom kvarts, hematit, magnetit, siderit och goetit. Aluminiummineralerna i bauxit kan innehålla: gibbsite Al (OH)3, boehmite AlO (OH), och, diaspore, AlO (OH).
Bauxites fysiska egenskaper
Bauxit är vanligtvis ett mjukt material med en hårdhet på endast 1 till 3 på Mohs-skalan. Den är vit till grå till rödbrun med en pisolitisk struktur, jordartad glans och en låg specifik vikt på mellan 2,0 och 2,5. Dessa egenskaper är användbara för att identifiera bauxit; de har emellertid ingenting att göra med bauxiternas värde eller användbarhet. Detta beror på att bauxit nästan alltid bearbetas till ett annat material med fysiska egenskaper som skiljer sig klart från bauxit.
Pisoliter i bauxit: Närbild av bauxitprovet på bilden högst upp på sidan. Detta foto visar detalj av pisoliterna.
Bauxit Används för aluminiumproduktion
Bauxit är den viktigaste malmen av aluminium. Det första steget i att producera aluminium är att krossa bauxiten och rena den med hjälp av Bayer-processen. I Bayer-processen tvättas bauxiten i en het lösning av natriumhydroxid, som läcker aluminium från bauxiten. Aluminiumet fälls ut ur lösningen i form av aluminiumhydroxid, Al (OH)3. Aluminiumhydroxiden kalcineras sedan för bildning av aluminiumoxid, Al2O3.
Aluminium smälts från aluminiumoxiden med Hall-Heroult-processen. I Hall-Heroult-processen upplöses aluminiumoxiden i ett smält bad med kryolit (Na3AlF6). Smält aluminium avlägsnas från lösningen genom elektrolys. Denna process använder en enorm mängd el. Aluminium produceras vanligtvis där elkostnaderna är mycket låga. Mycket av aluminium som används i USA produceras i Kanada med hjälp av vattenkraft.
Bauxit utan pisoliter: Bauxit från Demerara, Guyana. Vissa exemplar av bauxit har inte de pisolitiska strukturerna. Provet är ungefär 4 tum (10 centimeter) tvärs över.
Användning av Bauxit som en slipande
Kalcinerad aluminiumoxid är en syntetisk korund, som är ett mycket hårt material (9 på Mohs Hardness Scale). Kalcinerad aluminiumoxid krossas, separeras efter storlek och används som ett slipmedel. Sandpapper av aluminiumoxid, poleringspulver och poleringsupphängningar är tillverkade av kalcinerad aluminiumoxid.
Sintrad bauxit används ofta som sandblästring. Den produceras genom att krossa bauxit till ett pulver och sedan smälta den till sfäriska pärlor vid en mycket hög temperatur. Dessa pärlor är mycket hårda och mycket hållbara. Pärlorna sorteras sedan efter storlek för användning i olika typer av sandblåsningsutrustning och för olika sandblästringsapplikationer. Deras runda form minskar slitaget på leveransutrustningen.
Rock & Mineral Kit: Skaffa ett sten-, mineral- eller fossilpaket för att lära dig mer om jordmaterial. Det bästa sättet att lära sig om stenar är att ha exemplar tillgängliga för testning och undersökning.
Användning av Bauxit som proppant
Sintrad bauxit används också som ett oljefältproppmedel. Vid borrning efter olja och naturgas spricker reservoarberg ofta genom att pumpa vätskor i brunnen under mycket höga tryck. Trycket bygger sig upp till mycket höga nivåer som gör att skifferreservoarbergen spricker. När sprickning inträffar rusar vatten och suspenderade partiklar kända som "proppanter" in i sprickorna och skjuter dem öppna. När pumparna är avstängda stängs sprickorna och fångar upp proppartiklarna i behållaren. Om ett tillräckligt antal krossresistenta partiklar förblir i behållaren "sprids" sprickorna öppna, vilket möjliggör ett flöde av olja eller naturgas ut ur bergen och in i brunnen. Denna process kallas hydraulisk sprickbildning.
Pulveriserad bauxit kan smältes till små pärlor vid mycket höga temperaturer. Dessa pärlor har en mycket hög krossmotstånd, och det gör dem lämpliga som ett proppmedel. De kan produceras i nästan vilken storlek som helst och i en specifik tyngdkraft. Pärlernas specifika vikt och deras storlek kan matchas med viskositeten hos den hydrauliska sprickfluiden och till storleken på sprickor som förväntas utvecklas i berget. Tillverkade proppanter tillhandahåller ett brett urval av kornstorlek och specifik tyngdkraft jämfört med en naturlig propppant känd som frac sand.
Ersättare för Bauxit
Världens bauxitresurser är tillräckliga för decennier av produktion till nuvarande priser. Andra material kan användas istället för bauxit för aluminiumoxidproduktion. Lermineraler, alunit, anorthosit, kraftverksaska och oljeskiffer kan användas för att producera aluminiumoxid men till högre kostnader med olika processer. Kiselkarbid och syntetisk korund används ibland i stället för bauxitbaserade slipmedel. Syntetisk mullit och magnesiumoxid tillverkad av magnesit används ibland i stället för bauxitbaserade eldfasta ämnen.
Bauxit-lokaler
Bauxit finns i överflöd på många platser runt om i världen. 2017 var de tio ledande bauxitproducerande länderna: Australien, Kina, Brasilien, Indien, Guinea, Jamaica, Ryssland och Kazakstan. Var och en av dessa länder har tillräckligt med reserver för många års fortsatt produktion. Vissa har reserver för över 100 års produktion.
USA har små mängder bauxit i Arkansas, Alabama och Georgia; emellertid finns det väldigt lite gruvdrift av bauxit i USA, och minst 99% av konsumtionen importeras.