NộI Dung
- Bauxite là gì?
- Thành phần Bauxites là gì?
- Tính chất vật lý của Bauxite
- Bauxite dùng cho sản xuất nhôm
- Sử dụng Bauxite như một chất mài mòn
- Sử dụng Bauxite như một Proppant
- Thay thế cho Bauxite
- Địa phương bauxite
Bauxite từ Little Rock, Arkansas, thể hiện thói quen pisolitic và nhuộm sắt đỏ đặc trưng. Mẫu vật có chiều dài khoảng 4 inch (10 cm).
Bauxite là gì?
Nhiều người ngạc nhiên khi biết rằng bauxite không phải là khoáng chất. Nó là một loại đá bao gồm chủ yếu là các khoáng chất mang nhôm. Nó hình thành khi đất đá ong bị rò rỉ nghiêm trọng silica và các vật liệu hòa tan khác trong khí hậu nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới ẩm.
Bauxite là quặng chính của nhôm. Hầu như tất cả nhôm đã được sản xuất đã được chiết xuất từ bauxite. Hoa Kỳ có một ít tiền gửi bauxite nhỏ nhưng ít nhất 99% bauxite được sử dụng ở Hoa Kỳ được nhập khẩu. Hoa Kỳ cũng là nhà nhập khẩu chính của kim loại nhôm.
Thành phần Bauxites là gì?
Bauxite không có thành phần cụ thể. Nó là hỗn hợp của các oxit nhôm thủy tinh, nhôm hydroxit, khoáng sét và các vật liệu không hòa tan như thạch anh, hematit, Magnetite, siderit và goethite. Các khoáng chất nhôm trong bauxite có thể bao gồm: gibbsite Al (OH)3, boehmite AlO (OH), và, diaspore, AlO (OH).
Tính chất vật lý của Bauxite
Bauxite thường là một vật liệu mềm có độ cứng chỉ từ 1 đến 3 trên thang Mohs. Nó có màu trắng đến xám đến nâu đỏ với cấu trúc pisolitic, ánh đất và trọng lượng riêng thấp từ 2,0 đến 2,5. Những tính chất này rất hữu ích để xác định bauxite; tuy nhiên, chúng không liên quan gì đến giá trị bauxites hoặc tính hữu dụng. Điều này là do bauxite hầu như luôn được xử lý thành một vật liệu khác có tính chất vật lý khác biệt với bauxite.
Pisolit trong bauxite: Ảnh chụp cận cảnh mẫu vật bauxite trong ảnh ở đầu trang. Bức ảnh này cho thấy chi tiết của pisolites.
Bauxite dùng cho sản xuất nhôm
Bauxite là quặng chính của nhôm. Bước đầu tiên trong sản xuất nhôm là nghiền nát bauxite và tinh chế nó bằng cách sử dụng Quy trình của Bayer. Trong Quy trình của Bayer, bauxite được rửa trong dung dịch natri hydroxit nóng, giúp lọc nhôm từ bauxite. Nhôm được kết tủa ra khỏi dung dịch dưới dạng nhôm hydroxit, Al (OH)3. Các hydroxit nhôm sau đó được nung để tạo thành alumina, Al2Ôi3.
Nhôm được nung từ alumina bằng cách sử dụng Quy trình Hall-Heroult. Trong quá trình Hall-Heroult, alumina được hòa tan trong một bể cryolite nóng chảy (Na3AlF6). Nhôm nóng chảy được loại bỏ khỏi dung dịch bằng cách điện phân. Quá trình này sử dụng một lượng điện khổng lồ. Nhôm thường được sản xuất ở nơi chi phí điện rất thấp. Phần lớn nhôm được sử dụng ở Hoa Kỳ được sản xuất tại Canada sử dụng năng lượng thủy điện.
Bauxite không có pisolit: Bauxite từ Demerara, Guyana. Một số mẫu vật của bauxite không có cấu trúc pisolitic. Mẫu vật có chiều dài khoảng 4 inch (10 cm).
Sử dụng Bauxite như một chất mài mòn
Alumina nung là một corundum tổng hợp, là một vật liệu rất cứng (9 trên thang độ cứng Mohs). Alumina nung được nghiền nát, phân tách theo kích thước, và được sử dụng như một chất mài mòn. Giấy nhám oxit nhôm, bột đánh bóng và huyền phù đánh bóng được làm từ alumina nung.
Bauxite thiêu kết thường được sử dụng làm chất mài mòn phun cát. Nó được sản xuất bằng cách nghiền bauxite thành bột và sau đó nung chảy thành hạt hình cầu ở nhiệt độ rất cao. Những hạt này rất cứng và rất bền. Các hạt sau đó được sắp xếp theo kích thước để sử dụng trong các loại thiết bị phun cát khác nhau và cho các ứng dụng phun cát khác nhau. Hình dạng tròn của chúng làm giảm hao mòn trên các thiết bị giao hàng.
Bộ dụng cụ đá & khoáng sản: Nhận một bộ đá, khoáng sản hoặc hóa thạch để tìm hiểu thêm về các vật liệu Trái đất. Cách tốt nhất để tìm hiểu về đá là có sẵn mẫu vật để thử nghiệm và kiểm tra.
Sử dụng Bauxite như một Proppant
Bauxite thiêu kết cũng được sử dụng như một sản phẩm khai thác mỏ dầu. Trong quá trình khoan tìm dầu và khí tự nhiên, đá hồ chứa thường bị nứt vỡ do bơm chất lỏng vào giếng dưới áp lực rất cao. Áp lực tích tụ lên đến mức rất cao khiến đá hồ chứa đá phiến bị nứt vỡ. Khi gãy xương xảy ra, nước và các hạt lơ lửng được gọi là "proppants" lao vào các khe nứt và đẩy chúng mở ra. Khi các máy bơm bị tắt, các vết nứt đóng lại, giữ lại các hạt proppant trong bể chứa. Nếu vẫn còn đủ số lượng hạt kháng nghiền trong bể chứa, các vết nứt sẽ được "mở" ra, cho phép dòng dầu hoặc khí tự nhiên ra khỏi đá và vào giếng. Quá trình này được gọi là nứt vỡ thủy lực.
Bauxite dạng bột có thể được hợp nhất thành các hạt nhỏ ở nhiệt độ rất cao. Những hạt này có khả năng chống nghiền rất cao, và điều đó làm cho chúng phù hợp như một sản phẩm đầu ra. Chúng có thể được sản xuất ở hầu hết mọi kích cỡ và trong một phạm vi trọng lực cụ thể. Trọng lượng riêng của các hạt và kích thước của chúng có thể phù hợp với độ nhớt của chất lỏng nứt thủy lực và kích thước của các vết nứt dự kiến sẽ phát triển trong đá. Các sản phẩm đầu ra được sản xuất cung cấp nhiều lựa chọn về kích thước hạt và trọng lượng riêng so với một sản phẩm tự nhiên được gọi là cát frac.
Thay thế cho Bauxite
Tài nguyên bauxite thế giới là đủ cho nhiều thập kỷ sản xuất ở mức hiện tại. Các vật liệu khác có thể được sử dụng thay vì bauxite để sản xuất alumina. Khoáng sản đất sét, alunite, anorthozit, tro nhà máy điện và đá phiến dầu có thể được sử dụng để sản xuất alumina nhưng với chi phí cao hơn, sử dụng các quy trình khác nhau. Cacbua silic và corundum tổng hợp đôi khi được sử dụng thay thế cho chất mài mòn gốc bauxite. Mullite tổng hợp và magiê oxit làm từ magnesit đôi khi được sử dụng thay cho vật liệu chịu lửa dựa trên bauxite.
Địa phương bauxite
Bauxite được tìm thấy rất nhiều tại nhiều địa điểm trên thế giới. Trong năm 2017, mười quốc gia sản xuất bauxite hàng đầu là: Úc, Trung Quốc, Brazil, Ấn Độ, Guinea, Jamaica, Nga và Kazakhstan. Mỗi quốc gia này có đủ dự trữ cho nhiều năm tiếp tục sản xuất. Một số có dự trữ cho hơn 100 năm sản xuất.
Hoa Kỳ có một lượng nhỏ bauxite ở Arkansas, Alabama và Georgia; tuy nhiên, có rất ít hoạt động khai thác bauxite tại Hoa Kỳ và ít nhất 99% lượng tiêu thụ được nhập khẩu.