Бокситы
Общие сведения
Бокситы представляют собой важнейшую алюминиевую руду, которая является основной базой для мировой алюминиевой промышленности. Основная рудная масса данной горной породы состоит из гидроксида алюминия, а также включает оксиды железа и кремния в виде гидратов. Промышленные бокситы содержат от сорока до шестидесяти процентов глинозема, который выступает промежуточным звеном для получения чистого алюминия. В отличие от глин, где алюминий находится в виде каолинита, в бокситах он присутствует в форме гидроокиси, что существенно облегчает его извлечение. Выделяют различные типы бокситов в зависимости от структурной формы гидроксида, включая диаспоровые, смешанные и другие разновидности. Экономическое значение этой породы неуклонно возрастает в связи с увеличением роли алюминия в современной промышленности.
Свойства и характеристики
Химический и минералогический состав бокситов колеблется в значительных пределах. Порода характеризуется высокой дисперсностью компонентов и внешне часто схожа с другими минералами, образуя смеси с кварцем и иными включениями, что затрудняет ее визуальную идентификацию. Внешний вид породы может быть как глиноподобным, так и каменистым: встречаются плотные структуры с изломом, а также выраженно пористые образования. Характерной структурной особенностью является наличие округлых образований (телец), состоящих из оксидов железа или глинозема. Цвет варьируется от белого до темно-красного, однако наиболее распространенным является кирпичный оттенок. Физические свойства породы не имеют узких рамок: твердость может составлять от двух до семи единиц, а удельный вес изменяется в зависимости от плотности и пористости структуры. При контакте с водой бокситы не образуют пластичной массы, что отличает их от внешне схожих глин. В составе породы могут присутствовать многочисленные примеси, среди которых силикаты, карбонаты кальция и магния, соединения титана (в виде рутила), натрия, калия, циркония, хрома, фосфора, ванадия, галлия и пирит. Качество породы напрямую зависит от процентного содержания глинозема.
Нахождение в природе
Месторождения бокситов распределены по планете крайне неравномерно и приурочены преимущественно к латеритным корам выветривания. Подобные геологические структуры образовывались в условиях жаркого и влажного тропического климата. В связи с этим глобальные запасы сосредоточены всего в восемнадцати государствах, при этом лидирующие позиции по объемам сырья занимает Африка. Крупнейшими мировыми запасами обладает Гвинея, недра которой содержат около двадцати миллиардов тонн руды. Значительные месторождения находятся в Австралии с запасами в семь миллиардов тонн, Бразилии с шестью миллиардами тонн, а также во Вьетнаме, Индии и Индонезии. Существенные залежи присутствуют на Ямайке, в Камеруне и Мали. На территории Российской Федерации месторождения представлены ограниченно и по большей части отличаются невысоким качеством. Наиболее качественные отечественные руды добываются в Североуральском районе. Также известны месторождения в Бокситогорском районе Ленинградской области и Средне-Тиманские залежи в Республике Коми, находящиеся в зоне северной тайги и разведанные в восьмидесятых годах двадцатого века.
Получение
Процесс переработки бокситов направлен на выделение из них глинозема, который является целевым компонентом для последующего электролитического получения алюминия. Из-за изменчивого химического состава и наличия множества постоянных вкраплений извлечение оксида алюминия представляет собой сложную технологическую задачу. Оценка качества сырья базируется не только на абсолютном содержании целевого вещества, но и на таком параметре, как вскрываемость — то есть доступность глинозема для извлечения. В тех случаях, когда порода содержит большое количество трудноотделимых примесей, процесс обработки существенно усложняется. Альтернативные источники получения глинозема, такие как нефелинсодержащие породы Кемеровской области или алуниты, залегающие в Азербайджане и Узбекистане, в современных экономических условиях признаются малорентабельными и неперспективными.
Применение
Главной и практически единственной сферой промышленного применения бокситов является производство глинозема, из которого в дальнейшем получают металлический алюминий. Глобальная промышленность находится в прямой зависимости от поставок качественной бокситовой руды, поскольку подавляющее большинство мирового алюминия производится именно из этого вида сырья. В связи с неравномерным географическим распределением месторождений многие страны, в том числе Российская Федерация, обладающие развитой алюминиевой промышленностью, вынуждены на постоянной основе импортировать руду из африканских и других тропических государств. Поиск новых рентабельных способов производства алюминия из альтернативных руд ведется постоянно, однако на сегодняшний день бокситы остаются фундаментальным и наиболее экономически выгодным ресурсом для обеспечения потребностей мировой индустрии.