Боксит

Эта статья о руде. Чтобы узнать о городе в Арканзасе, см. Боксит, Арканзас .

Красновато-коричневый боксит

Боксит с копейкой США для сравнения

QEMSCAN Минеральные карты бокситовых рудообразующих пизолитов

Боксит ( / ˈ b ɔː k s aɪ t / ) — осадочная горная порода с относительно высоким содержанием алюминия . Это основной мировой источник алюминия и галлия . Боксит состоит в основном из алюминиевых минералов гиббсита ( Al(OH) ₃ ), бемит (γ-AlO(OH)) и диаспор (α-AlO(OH)), смешанный с двумя оксидами железа гетитом (FeO(OH)) и гематитом ( Fe ₂ O ₃ ), алюмоглиняный минерал каолинит ( Al ₂ Si ₂ O ₅ (OH) ₄ ) и небольшие количества анатаза ( TiO ₂ ) и ильменит ( FeTiO ₃ или FeO·TiO ₂ ). Боксит имеет тусклый блеск , красновато-коричневый, белый или коричневый цвет.

В 1821 году французский геолог Пьер Бертье обнаружил боксит недалеко от деревни Ле Бо в Провансе , на юге Франции .

Добыча и переработка бокситов имеет многочисленные негативные последствия для окружающей среды и людей. Негативные последствия хорошо документированы, и существует множество примеров со всего мира. Эти воздействия включают разрушение окружающей среды, воды и воздуха, загрязнение почвы и деградацию почвы.

Формирование

Боксит с ядром из невыветренной породы

Для бокситов было предложено множество классификационных схем, но по состоянию на 1982 г. , консенсуса не было.

Вадас (1951) отличал латеритные бокситы (силикатные бокситы) от карстовых бокситовых руд (карбонатных бокситов):

• Карбонатные бокситы встречаются преимущественно в Европе , Гайане , Суринаме и Ямайке над карбонатными породами ( известняками и доломитами ), где они образовались в результате латеритного выветривания и остаточного накопления прослоек глин – дисперсных глин, которые концентрировались по мере постепенного растворения вмещающих известняков в ходе химическое выветривание .
• Латеритные бокситы встречаются преимущественно в странах тропиков . Они образовались в результате латеритизации различных силикатных пород : гранита , гнейса , базальта , сиенита и сланца . По сравнению с богатыми железом латеритами образование бокситов в еще большей степени зависит от интенсивных условий выветривания в местах с очень хорошим дренажем. Это обеспечивает растворение каолинита и осаждение гиббсита . Зоны с наибольшим содержанием алюминия часто располагаются под железистым поверхностным слоем. Гидроксид алюминия в латеритных бокситовых месторождениях почти исключительно представляет собой гиббсит.

В случае с Ямайкой недавний анализ почв показал повышенный уровень кадмия , что позволяет предположить, что бокситы происходят из миоценовых отложений вулканического пепла , возникших в результате эпизодов значительного вулканизма в Центральной Америке.

Добыча и запасы

Основная статья: Список стран по производству бокситов

Мировое производство бокситов в 2005 г.

Один из крупнейших в мире бокситовых рудников в Вейпе , на севере Квинсленда , Австралия.

Австралия является крупнейшим производителем бокситов, за ней следуют Гвинея и Китай . Боксит обычно добывают открытым способом , поскольку он почти всегда находится вблизи поверхности местности , практически без вскрышных пород . Увеличение переработки алюминия , которая требует меньше электроэнергии , чем производство алюминия из руд, может значительно расширить мировые запасы бокситов.

2023 Добыча и запасы бокситов (тыс тонн )

Страна	Производство	Резервы
Мир	327,000	30,000,000
Австралия	110,000	3,500,000
Гвинея	82,000	7,400,000
Китай	60,000	710,000
Бразилия	35,000	2,700,000
Индонезия	23,000	1,000,000
Индия	22,000	650,000
Ямайка	7,700	2,000,000
Россия	6,100	480,000
Казахстан	5,800	160,000
Вьетнам	4,000	5,800,000
Саудовская Аравия	4,000	180,000
Греция	1,800	Нераскрыто
Гайана	1,700	850,000
Другие страны	9,000	4,570,000

Производство алюминия

См. Также: Алюминий § Производство и очистка

Погрузка бокситов в Кабо Рохо, Доминиканская Республика , для отправки в другое место для переработки; 2007 год

Боксит вываривается путем промывки горячим раствором гидроксида натрия при температуре 175 ° C (347 ° F) под давлением в Национальной алюминиевой компании, Налконагар, Индия.

По состоянию на 2010 год Примерно от 70% до 80% мирового производства сухих бокситов перерабатывается сначала в глинозем , а затем в алюминий путем электролиза . Бокситовые породы обычно классифицируются в зависимости от их предполагаемого коммерческого применения: металлургические, абразивные, цементные, химические и огнеупорные.

Бокситовую руду обычно нагревают в сосуде под давлением вместе с раствором гидроксида натрия при температуре от 150 до 200 ° C (от 300 до 390 ° F). При этих температурах алюминий растворяется в виде алюмината натрия ( процесс Байера ). Соединения алюминия в боксите могут присутствовать в виде гиббсита (Al(OH) ₃ ), бемита (AlOOH) или диаспора (AlOOH); различные формы алюминиевого компонента будут определять условия экстракции. Нерастворенные отходы, бокситовые хвосты , после извлечения соединений алюминия содержат оксиды железа , кремнезема , кальция , титана и некоторое количество непрореагировавшего глинозема . После отделения остатка фильтрованием при охлаждении жидкости осаждается чистый гиббсит, а затем затравливается мелкозернистым гидроксидом алюминия . Гиббсит обычно преобразуется в оксид алюминия Al ₂ O ₃ путем нагревания во вращающихся печах или кальцинаторах мгновенного испарения до температуры, превышающей 1000 °C (1830 °F). Этот оксид алюминия растворяется при температуре около 960 °C (1760 °F) в расплавленном состоянии. криолит . Далее из этого расплавленного вещества можно получить металлический алюминий, пропуская через него электрический ток в процессе электролиза, который называется процессом Холла-Эру , названным в честь его американских и французских первооткрывателей.

До изобретения этого процесса и до процесса Девиля алюминиевую руду очищали путем нагревания руды вместе с элементарным натрием или калием в вакууме . Метод был сложным и требовал дорогостоящих в то время материалов. Это сделало ранний элементарный алюминий более дорогим, чем золото .

Морская безопасность

В качестве навалочного груза боксит относится к грузу группы А, который может разжижаться при чрезмерной влажности. Сжижение и эффект свободной поверхности могут привести к быстрому смещению груза внутри трюма и сделать судно нестабильным, что может привести к его затоплению. Одним из судов, предположительно затонувших таким образом, был MS Bulk Jupiter в 2015 году. Одним из методов, который может продемонстрировать этот эффект, является «испытание банки», при котором образец материала помещается в цилиндрическую банку и многократно ударяется о поверхность. Если в банке образуется влажная жижа , то есть вероятность разжижения груза; хотя, наоборот, даже если образец остается сухим, это не является убедительным доказательством того, что он останется таким или что он безопасен для загрузки.

Источник галлия

Боксит является основным источником редкого металла галлия .

При переработке боксита в глинозем по процессу Байера галлий накапливается в растворе гидроксида натрия . Из него его можно извлечь различными методами. Самым последним является использование ионообменной смолы . Достижимая эффективность экстракции критически зависит от исходной концентрации в исходном боксите. При типичной концентрации сырья 50 ppm экстрагируется около 15 процентов содержащегося галлия. Остальная часть поступает в потоки красного шлама и гидроксида алюминия .

Бокситы также являются потенциальным источником ванадия .

Социально-экологические воздействия

Mineração Rio do Norte (MRN) Бокситовый рудник

Социальные и экологические последствия добычи бокситов хорошо документированы. Большинство мировых месторождений бокситов можно найти на глубине от 1 до 20 метров (от 3 футов 3 дюйма до 65 футов 7 дюймов) от поверхности земли. Открытая добыча является наиболее распространенным методом добычи бокситов на неглубоких горизонтах. Этот процесс включает удаление растительности, верхнего слоя почвы и вскрышных пород, чтобы обнажить бокситовую руду. Поверхностный грунт обычно складируется для восстановления рудника после завершения работ. В процессе добычи полезных ископаемых биоразнообразие и среда обитания, когда-то существовавшие в этом районе, полностью теряются, а гидрологические и почвенные характеристики региона постоянно изменяются. Другие экологические последствия добычи бокситов включают деградацию почвы , загрязнение воздуха и воды .

Красная грязь

Основная статья: Красная грязь

Красный шлам представляет собой высокощелочной шлам с высоким pH около 13, который является побочным продуктом процесса Байера . Он содержит несколько элементов, таких как алюминосиликат натрия , титанат кальция , моногидрат алюминия и тригидрат алюминия, которые не разлагаются в природе. При неправильном хранении красная грязь может загрязнять почву и воду, что может привести к локальному вымиранию всего живого. Красная грязь стала причиной гибели всего живого в реке Маркал в Венгрии после разлива, произошедшего в 2010 году. Когда красная грязь высыхает, она превращается в пыль, которая может вызвать заболевания легких, рак и врожденные дефекты.

Конфликты

В тропических регионах Азии, Центральной Африки, Южной Америки и северной Австралии наблюдается рост добычи бокситов на традиционных и коренных землях. Это привело к ряду негативных социальных последствий для местного и коренного населения. В регионе Боке в Гвинее произошло значительное увеличение нагрузки на местное население от добычи бокситов. Это привело к проблемам с питьевой водой, загрязнению воздуха, продуктов питания и спорам об экспроприации земель из-за неправомерной компенсации.

Добыча бокситов привела к протестам, гражданским беспорядкам и жестоким конфликтам в Гвинее, Гане, Вьетнаме и Индии.

Гвинея

Гвинея имеет долгую историю конфликтов, связанных с добычей полезных ископаемых, между общинами и горнодобывающими компаниями. В период с 2015 по 2018 год новые операции по добыче бокситов в регионе Боке в Гвинее стали причиной 35 конфликтов, включая восстания и блокаду дорог. Эти конфликты привели к человеческим жертвам, разрушению тяжелой техники и повреждению правительственных зданий.

Гана

в Хребет Атева Гане, классифицированный как экологически важный лесной заповедник площадью 17 400 га (43 000 акров), в последнее время стал местом конфликтов и разногласий вокруг добычи боксита. Лесной заповедник является одним из двух горных вечнозеленых лесов в Гане и составляет значительную часть оставшихся 20% лесной среды обитания, оставшейся в Гане. Хребет Атева находится под юрисдикцией традиционной территории Акием Абуаква и находится под надзором короля, известного как Окиенене. В 2013 году неправительственная организация A Rocha Ghana провела саммит с участием комиссии по лесному и водному хозяйству, министра земель, министра окружающей среды и других важных заинтересованных сторон. Они пришли к выводу, что ни одно будущее правительство не должно добывать бокситы в регионе, поскольку этот заповедник имеет важное экологическое и культурное значение. В 2016 году правительство вместе с неправительственными организациями начало процесс преобразования заповедника в национальный парк. Однако в том же году состоялись выборы, и прежде чем они стали официальными, новоизбранная Национально-патриотическая партия (НПП) отклонила этот план. В 2017 году правительство Ганы подписало Меморандум о взаимопонимании с Китаем по развитию новой инфраструктуры по добыче бокситов в Гане. Хотя официального плана разминирования лесного заповедника Атева не было, напряженность между местными сообществами, НПО и правительством начала расти. В 2019 году напряженность начала достигать пика, когда правительство представило Закон Ганы об интегрированном управлении по развитию бокситов и алюминия , который создаст правовую основу, необходимую для развития и создания интегрированной бокситовой промышленности. В мае того же года правительство начало бурить глубокие ямы в заповеднике. Эти действия вызвали несколько протестов, в том числе 95-километровый (59 миль) марш от заповедника к президентскому дворцу, информационную кампанию на рекламных щитах под руководством А. Роча Гана и молодежный марш. В 2020 году компания A Rocha Ghana также подала в суд на правительство по поводу бурения в заповеднике после того, как не предоставила заявления, объясняющего свои действия.

Вьетнам

В начале 2009 года правительство Вьетнама предложило план минирования отдаленных районов центрального нагорья. Это предложение было весьма спорным и вызвало общенациональные дебаты и самый значительный внутренний конфликт со времен войны во Вьетнаме . Правительственные ученые, журналисты, религиозные лидеры, высокопоставленные государственные чиновники в отставке и генерал Вы Нгуен Зиап , военный лидер антиколониальной революции, были среди многих людей во вьетнамском обществе, которые выступали против планов правительства. Пытаясь остановить распространение информации по всему миру, правительство запретило отечественным журналистам освещать добычу бокситов. Однако репортеры обратились к веб-сайтам и блогам на вьетнамском языке, где репортажи и обсуждения продолжились. 12 апреля 2009 года несколько уважаемых вьетнамских ученых подали петицию против добычи бокситов, которую подписали 135 выдающихся и известных «интеллектуалов». Эта петиция помогла объединить разрозненное антибокситовое движение в единую оппозицию государству. Эти акты неповиновения правительству были встречены репрессивными действиями государства. Многие отечественные онлайн-репортеры были арестованы, а также были приняты законодательные меры по пресечению научных исследований.

Индия

Большая часть запасов бокситовой руды Индии, входящих в десятку крупнейших в мире, расположена на племенных землях. Эти племенные земли густонаселены и являются домом для более чем 100 миллионов коренных индейцев. Горные вершины, расположенные на этих землях, служат источником воды и вносят большой вклад в плодородие региона. Индийская бокситовая промышленность заинтересована в освоении этой земли для производства алюминия, что представляет большой риск для наземных и водных экосистем. Исторически коренные народы, живущие на этих землях, оказывали сопротивление развитию и выступают против любых новых проектов по добыче бокситов в этом районе. Это привело к жестоким конфликтам между коренными народами и полицией. 16 декабря 2000 года полиция убила троих протестующих из числа коренного населения и ранила еще более дюжины во время протеста против проекта бокситов в регионе Кашипур.

См. также

• Боксит, Арканзас
• Рио Тинто Алькан
• Объединенная компания РУСАЛ
• МС Балк Юпитер

Дальнейшее чтение

• Бардоши, Г. (1982): Карстовые бокситы: отложения бокситов на карбонатных породах . Эльзевир Науч. Опубл. 441 с.
• Бардоши Г. и Алева Г.Дж. (1990): Латеритные бокситы . Развитие экономической геологии 27, Elsevier Sci. Опубл. 624 стр. ISBN   0-444-98811-4
• Грант, К.; Лалор Г. и Вучков М. (2005) Сравнение бокситов Ямайки, Доминиканской Республики и Суринама . Журнал радиоаналитической и ядерной химии с. 385–388 Том 266, №3
• Ханилчи, Н. (2013). Геологическая и геохимическая эволюция месторождения бокситов Болкардаги, Караман, Турция: превращение сланца в боксит . Журнал геохимических исследований

Внешние ссылки

• Информация о минералах Геологической службы США: Бокситы
• Институт минеральной информации
• «Боксит» . Новая международная энциклопедия . 1905.