Obsah
- Čo je bauxit?
- Čo je zloženie bauxitov?
- Fyzikálne vlastnosti bauxitu
- Bauxit používaný na výrobu hliníka
- Použitie bauxitu ako abrazíva
- Použitie bauxitu ako propantu
- Náhradky za bauxit
- Bauxitové lokality
bauxit od Little Rock, Arkansas, ktorý vykazuje pisolitický zvyk a charakteristické červené zafarbenie železa. Vzorka má priemer približne 4 palce (10 centimetrov).
Čo je bauxit?
Mnohí ľudia sú prekvapení, keď sa dozvedeli, že bauxit nie je minerál. Je to hornina zložená hlavne z minerálov obsahujúcich hliník. Tvorí sa, keď sú lateritové pôdy silne vylúhované z oxidu kremičitého a iných rozpustných materiálov v mokrom tropickom alebo subtropickom podnebí.
Bauxit je primárna ruda hliníka. Takmer všetok hliník, ktorý bol kedy vyrobený, sa získal z bauxitu. Spojené štáty majú niekoľko malých vkladov bauxitu, ale najmenej 99% bauxitu použitého v Spojených štátoch sa dováža. Spojené štáty sú tiež hlavným dovozcom kovového hliníka.
Čo je zloženie bauxitov?
Bauxit nemá špecifické zloženie. Je to zmes hydratovaných oxidov hliníka, hydroxidov hliníka, ílových minerálov a nerozpustných materiálov, ako je kremeň, hematit, magnetit, siderit a goetit. Hliníkové minerály v bauxite môžu obsahovať: gibbsite Al (OH)3, bôhmit AlO (OH) a diaspóra AlO (OH).
Fyzikálne vlastnosti bauxitu
Bauxit je zvyčajne mäkký materiál s tvrdosťou iba 1 až 3 podľa Mohsovej stupnice. Je biely až sivý až červenohnedý s pisolitickou štruktúrou, zemitým leskom a nízkou špecifickou hmotnosťou od 2,0 do 2,5. Tieto vlastnosti sú užitočné na identifikáciu bauxitu; nemajú však nič spoločné s hodnotou alebo užitočnosťou bauxitov. Dôvodom je skutočnosť, že bauxit sa takmer vždy spracováva na iný materiál s fyzikálnymi vlastnosťami, ktoré sa výrazne odlišujú od bauxitu.
Pisolity v bauxite: Detailný pohľad na vzorku bauxitu na fotografii v hornej časti stránky. Táto fotografia ukazuje detail pisolitov.
Bauxit používaný na výrobu hliníka
Bauxit je hlavnou rudou z hliníka. Prvým krokom pri výrobe hliníka je rozdrvenie bauxitu a jeho čistenie pomocou Bayerovho procesu. Pri Bayerovom procese sa bauxit premyje v horúcom roztoku hydroxidu sodného, ktorý vylúhuje hliník z bauxitu. Hliník sa zráža z roztoku vo forme hydroxidu hlinitého, Al (OH)3, Hydroxid hlinitý sa potom kalcinuje za vzniku aluminy Al2O3.
Hliník sa taví z oxidu hlinitého pomocou Hallovho-Heroultovho procesu. Pri Hall-Heroultovom procese sa alumina rozpustí v roztavenom kúpeli kryolitu (Na3AlF6). Roztavený hliník sa z roztoku odstráni elektrolýzou. Tento proces využíva obrovské množstvo elektriny. Hliník sa zvyčajne vyrába tam, kde sú náklady na elektrinu veľmi nízke. Veľká časť hliníka používaného v Spojených štátoch sa vyrába v Kanade s využitím vodnej energie.
Bauxit bez pisolitov: Bauxit z Demerary v Guyane. Niektoré exempláre bauxitu nemajú pisolitické štruktúry. Vzorka má priemer približne 4 palce (10 centimetrov).
Použitie bauxitu ako abrazíva
Kalcinovaná alumina je syntetický korund, ktorý je veľmi tvrdým materiálom (9 podľa Mohsovej stupnice tvrdosti). Kalcinovaný oxid hlinitý sa drví, rozdeľuje podľa veľkosti a používa sa ako brúsivo. Brúsny papier z oxidu hlinitého, leštiace prášky a leštiace suspenzie sú vyrobené z kalcinovaného oxidu hlinitého.
Spekaný bauxit sa často používa ako pieskovacie abrazívne činidlo. Vyrába sa drvením bauxitu na prášok a následným tavením do guľovitých guľôčok pri veľmi vysokej teplote. Tieto guľôčky sú veľmi tvrdé a veľmi trvanlivé. Guľôčky sa potom triedia podľa veľkosti pre použitie v rôznych typoch pieskovacích zariadení a pre rôzne pieskovacie aplikácie. Ich okrúhly tvar znižuje opotrebenie dodávacieho zariadenia.
Sady minerálov a minerálov: Získajte súpravu pre horniny, minerály alebo fosílie, aby ste sa dozvedeli viac o materiáloch Zeme. Najlepším spôsobom, ako sa dozvedieť viac o skalách, je mať k dispozícii vzorky na testovanie a vyšetrenie.
Použitie bauxitu ako propantu
Spekaný bauxit sa tiež používa ako propant v ropnom poli. Pri ťažbe ropy a zemného plynu sa hornina nádrže často zlomí čerpaním tekutín do vrtu pri veľmi vysokých tlakoch. Tlak sa zvyšuje na veľmi vysokú úroveň, ktorá spôsobuje lom bridlice bridlíc. Ak dôjde k prasknutiu, voda a suspendované častice známe ako „propant“ sa vrhajú do zlomenín a tlačia ich otvorene. Keď sú pumpy vypnuté, zlomeniny sa uzavrú a zachytia častice propantu v nádrži. Ak v nádrži zostane primeraný počet častíc odolných voči rozdrveniu, zlomeniny sa „opierajú“ o otvorené, čo umožní tok oleja alebo zemného plynu von z hornín a do studne. Tento proces je známy ako hydraulické štiepenie.
Práškový bauxit sa môže spájať do malých guľôčok pri veľmi vysokých teplotách. Tieto guľôčky majú veľmi vysokú odolnosť proti rozdrveniu, a preto sú vhodné ako propant. Môžu sa vyrábať takmer v akejkoľvek veľkosti a v určitej špecifickej hmotnosti. Merná hmotnosť guľôčok a ich veľkosť sa môžu prispôsobiť viskozite hydraulickej štiepiacej kvapaliny a veľkosti zlomenín, u ktorých sa očakáva, že sa v hornine vyvinú. Vyrábané propanty poskytujú široký výber veľkosti zŕn a mernej hmotnosti v porovnaní s prírodným propantom známym ako frac piesok.
Náhradky za bauxit
Svetové zdroje bauxitu sú dostatočné na desaťročia výroby pri súčasných sadzbách. Na výrobu oxidu hlinitého by sa namiesto bauxitu mohli použiť aj iné materiály. Ílové minerály, alunit, anortosite, popol z elektrárne a ropná bridlica by sa mohli použiť na výrobu oxidu hlinitého, ale s vyššími nákladmi pri použití rôznych procesov. Namiesto abrazívov na báze bauxitu sa niekedy používa karbid kremíka a syntetický korund. Namiesto žiaruvzdorných materiálov na báze bauxitu sa niekedy používa syntetický mullit a oxid horečnatý vyrobený z magnezitu.
Bauxitové lokality
Bauxit sa hojne vyskytuje na mnohých miestach po celom svete. V roku 2017 bolo desať popredných krajín produkujúcich bauxit: Austrália, Čína, Brazília, India, Guinea, Jamajka, Rusko a Kazachstan. Každá z týchto krajín má dostatok rezerv na mnoho rokov nepretržitej výroby. Niektoré majú rezervy na viac ako 100 rokov výroby.
USA majú malé množstvo bauxitu v Arkansase, Alabame a Gruzínsku; v Spojených štátoch sa však ťažba bauxitu vyskytuje len veľmi málo a najmenej 99% spotreby sa dováža.