Открытый способ добычи бокситов

Бокситы: свойства и способы добычи в России и мире

Металлургия — важная сфера техники, экономики, науки в разных странах. Оборудование и сырье для данной отрасли ценится. Для образования алюминия и прочих целей металлургии используется камень боксит, о котором люди не знали еще 200 лет назад. А сейчас данный минерал активно добывается и применяется.

Но не всем известно название «бокситы». Разберемся, что это такое, для чего они используются, где добываются, какие имеют особенности и свойства.

Что такое бокситы

Боксит — это натуральный камень, который может быть плотным или рыхлым, применяется в металлургии и промышленности. Это основная руда для получения алюминия, причем сырьем является материал, где алюминиевого глинозема содержится не менее 40 %.

Также в составе есть глинозем, процентное содержание которого может составлять 40–60 % и более. Химическая формула Al2O3*xH2O, но содержимое очень различается, могут находиться до 100 элементов таблицы Менделеева.

Внешне боксит напоминает глину, часто имеет кирпично-красный оттенок, но есть и другие красные цвета, от светлых до темных, иногда — белые, желтые, черные, серые. Однако боксит нерастворим в воде.

История и происхождение камня

Горная порода была обнаружена французским геологом Пьером Бертье в 1821 году, когда он нашел необычную скалу. Он годы проводил минералогические обследования, решил подробно изучить состав, но не выявил ничего особенного, и потерял интерес к камню. Но через десятки лет боксит стал популярным и известным.

В России месторождения боксита были найдены на Урале. Также камень был найден на юге Франции, от названия местности Les Baux и пошло название.

Впервые об удивительных свойствах камня люди узнали в 1855 году на французской выставке, где находится камень серебристого оттенка небольшого веса, но высокой прочности. Его подписали на выставке как «глиняное серебро».

Разновидности

Внешне бокситы представляют собой глиноподобную, а часто каменистую породу. Есть пористые, плотные, с ячеистым или землистым изломом.

По химическому составу выделяются следующие составы:

• моногидроксидные. Это бемитовые и диаспоровые виды, где породообразующим минералом служит бемит или диаспор. Глинозем представлен в одной форме;
• тригидроксидные (гиббситовые). Глинозем содержится в трехводной форме;
• смешанные (сочетают два вида).

По структуре выделяются обломочные (в форме обломков) и конкреционные (округлые образования). Также горная порода может отличаться по текстуре (однородной, слоистой и пр.).

Физико-химические свойства

Порода имеет сложный состав. Состоит из разных химических веществ (гидроксида алюминия, силикатов и оксидов железа, кремния). Также может содержаться окись марганца, магния, кальция, двуокись титана, рутил и пр. Иногда встречаются карбонат кальция, магния, циркониевые, натриевые, фосфорные, хромовые, галлиевые, калиевые, ванадиевые соединения, могут быть примеси пирита. То есть химическая составляющая сильно колеблется. Показатели отличаются в первую очередь в зависимости от минералогической формы гидроксида алюминия, количества разных примесей.

Месторождение боксита является ценным, когда в камне есть много кремнезема и глинозема. Важное значение имеет вскрываемость руды, простота и легкость извлечения.

Бокситы отличаются физическими свойствами, внешним видом, поэтому по визуальным признакам качество определять сложно. Этим обусловлены трудности в поиске минерала, из-за чего породы исследуются под микроскопом, а потом принимается решение о добыче.

Основные физико-химические показатели минерала следующие:

• твердость 2–6 по шкале Мооса;
• непрозрачность;
• отсутствие сингонии, аморфность минерала;
• совершенная спайность;
• электропроводность: диэлектрик;
• плотность 2500–3500 кг/м3.

Если провести минералом по стеклу, то остается бурый или коричневый след. Удельный вес варьируется исходя из места добычи. Например, если содержится много кремнезема, то показатель равен 1,2 г/см3. Для плотных образцов с большим содержанием железа удельный вес составляет 2,8 г/см3.

Добыча

Для появления минералов требуется усиленное выветривание коренных алюмосодержащих пород. Из-за того, что процесс разрушения камня активно протекает в жарких местностях, большая часть бокситовых залежей расположена в тропическом регионе.

Свыше 90 % запасов руды находится в 18 странах мира. В Российской Федерации немного месторождений бокситов, сырье в основном импортируется. Наиболее качественные минералы добываются в Северно-Уральском регионе. Также есть месторождения в Бокситогорском районе, Архангельской, Белгородской, Свердловской и Ленинградской областях. Наиболее перспективный источник получения сырья — Средне-Тиманские месторождения, расположенные в Республике Коми. Разведанных запасов насчитывается более 250 миллионов тонн.

Наиболее крупные залежи расположены в следующих странах:

• Гвинеи — примерно 20 млрд тонн;
• Австрии — свыше 7 млрд тонн;
• Бразилии — примерно 6 млрд тонн;
• Вьетнаме — 3 млрд тонн;
• Индонезии, Индии — 2,5 млрд тонн.

В Азербайджане, месторождении Заглик, разрабатывают редчайший вид боксита — алунит. Его запасов насчитывается свыше 200 тысяч тонн, но в Узбекистане также найдены залежи алунитовых руд. Они обнаружены в Гуштайском месторождении в примерном объеме 130 млн тонн. Но в настоящее время разработка месторождений не проводится, поэтому Азербайджан — единственная страна, где добываются алуниты.

Обработка горной породы

В основном бокситы добываются открытым методом, но иногда и подземным путем. Метод разработки месторождения зависит от характера залегания минеральных пород, концентрации металла в руде. Применяются разные технологии переработки, на которую влияет состав породы.

Производство алюминия состоит из следующих стадий:

• получение из глинозема с помощью химических методов;
• выделение очищенного металла с помощью электролиза алюминиевых фтористых солей.

Глинозем получают гидрохимическим методом Байера (спеканием) и комбинированием: параллельная и последовательная методика. Основная особенность технологии Байера основана на выщелачивании боксита с получением концентрированного натрия. После этого глинозем переходит в раствор алюмината натрия, который очищается с удалением красного шлама, осаждается глинозем. Далее проводится выщелачивание с получением алюминия.

Переработка бокситов низкого качества осуществляется по сложной технологии, когда проводится спекание измельченной смеси с известняком и содой при 120 градусах в специальных печах, которые в процессе работы вращаются. После этого полученный спек выщелачивают раствором низкой концентрации, осажденную гидроокись фильтруют.

Вышеперечисленные методы получения алюминия сложные, но с их помощью получаются максимальные объемы металла из руды.

Применение бокситов

Использование боксита в различных производственных сферах обусловлено универсальностью материала по физическим свойствам и минеральному составу. Чем больше гидроксида алюминия, тем ценнее минерал для промышленности. Учитывается объем кремнезема и прочих примесей.

Главное направление в применении бокситов и солей — образование чистого алюминия. К второстепенным сферам относятся:

• лакокрасочная промышленность;
• изготовление флюса — веществ, удаляющих с поверхностей, предназначенных для пайки, оксиды. Боксит применяется в черной металлургии при выплавлении мартеновской стали, увеличивает технические показатели продукции;
• получение глиноземистого цемента после плавки;
• размалывание глинозема и применение при нефтяных разливах на производстве;
• изготовление пигментов из выделяемых соединений металлов;
• получение при обработке в печах глиноземистого электрокорунда (стойкого огнеупорного материала повышенной твердости), применяемого в роли абразива. Дополнительно применяется антрацит в роли восстановителя, железных опилок;
• нефтепереработка в роли сорбента.

Бокситы могут применяться в кораблестроении, самолетной и автомобильной сферах, военно-промышленном комплексе. Цементы из глинозема имеют высокую плотность, растворы их них быстро затвердевают, хорошо скрепляются с арматурным металлом. Выполненный с глиноземистым цементом бетон обладает стойкостью к кислым жидким средам, повышенным температурам.

Стоимость минерала

Расценки на боксит зависят от исходного качества. Также цена породы складывается от заказанного объема. Например, при оптовых закупках стоимость покупки значительно уменьшится.

Ценность породы

Найденные залежи руды не всегда разрабатываются. В некоторых случаях ее характеристики не подходят или оказывается нерациональной разработка. Перед добычей проводится оценка ценности и качества породы. Образцы исследуют на следующие показатели:

• состав разных примесей, их долю. В ценной руде должно содержаться много кремнезема и глинозема;
• вскрываемость, то есть легкость образования оксида алюминия. Это облегчает работу, делает ее выгодной и недорогой.

Определить качество металла по внешнему виду не получится, так как он быстро изменяется. Ценность выявляется после лабораторной экспертизы.

Бокситы — ценная находка для людей. Мировых запасов много, хватит на долгие годы.

Источник

Бокситы: свойства и способы добычи в России и мире

Но не всем известно название «бокситы». Разберемся, что это такое, для чего они используются, где добываются, какие имеют особенности и свойства.

Что такое бокситы

Боксит — это натуральный камень, который может быть плотным или рыхлым, применяется в металлургии и промышленности. Это основная руда для получения алюминия, причем сырьем является материал, где алюминиевого глинозема содержится не менее 40 %.

Также в составе есть глинозем, процентное содержание которого может составлять 40–60 % и более. Химическая формула Al2O3*xH2O, но содержимое очень различается, могут находиться до 100 элементов таблицы Менделеева.

Внешне боксит напоминает глину, часто имеет кирпично-красный оттенок, но есть и другие красные цвета, от светлых до темных, иногда — белые, желтые, черные, серые. Однако боксит нерастворим в воде.

Основные запасы разведанных бокситов и крупнейшие производители алюминия.

Алюминий — лёгкий металл, который способен справляться почти со всеми металлами. Он также важный металл для авиации, машино-, судо-, вагоностроения. Вторая мировая война стала отправной точкой развития данной отрасли.
Главное сырьё для получения алюминия — бокситы, которые сосредоточены в 18 странах. Преимущественно это страны с жарким и влажным климатом. Но кроме бокситов имеются также заменители, которые на данный момент менее рентабельны. Это, например, алунит, анортозит, угольные отходы и горючие сланцы и другое сырьё.

История и происхождение камня

Горная порода была обнаружена французским геологом Пьером Бертье в 1821 году, когда он нашел необычную скалу. Он годы проводил минералогические обследования, решил подробно изучить состав, но не выявил ничего особенного, и потерял интерес к камню. Но через десятки лет боксит стал популярным и известным.

В России месторождения боксита были найдены на Урале. Также камень был найден на юге Франции, от названия местности Les Baux и пошло название.

Впервые об удивительных свойствах камня люди узнали в 1855 году на французской выставке, где находится камень серебристого оттенка небольшого веса, но высокой прочности. Его подписали на выставке как «глиняное серебро».

Галерея: камень боксит (50 фото)

Самые большие месторождения бокситов России находятся в Североуральске, там добывают 70% общего количества руды в стране. Это самые старые залежи на земле, им более 350 миллионов лет. Недавно введенная в эксплуатацию шахта Черемуховская-Глубокая расположена на 1 500 м под землей. Ее уникальность в добыче и транспортировке руды: на 1 копре находятся 3 подъемные машины. Подтвержденные запасы составляют 42 миллиона тонн, а содержание алюминия в руде – почти 60%. Шахта Черемуховская – самая глубокая в РФ. Она должна обеспечить потребность страны в алюминии в течение 30-40 лет.

Стоимость 1 т руды без транспортных расходов в России составляет 20-26 долларов, для сравнения, в Австралии -10. По причине нерентабельности прекращена добыча бокситов в Ленинградской, Челябинской области. В Архангельске открытым способом добывают породу с высоким уровнем глинозема, однако, повышенное содержание хрома и гипса снижает ее ценность.

Качество руд российских месторождений уступает зарубежным, и процесс переработки их сложнее. По добыче бокситов Россия занимает 7 место в мире.

Разновидности

Внешне бокситы представляют собой глиноподобную, а часто каменистую породу. Есть пористые, плотные, с ячеистым или землистым изломом.

По химическому составу выделяются следующие составы:

• моногидроксидные. Это бемитовые и диаспоровые виды, где породообразующим минералом служит бемит или диаспор. Глинозем представлен в одной форме;
• тригидроксидные (гиббситовые). Глинозем содержится в трехводной форме;
• смешанные (сочетают два вида).

По структуре выделяются обломочные (в форме обломков) и конкреционные (округлые образования). Также горная порода может отличаться по текстуре (однородной, слоистой и пр.).

БОКСИ́ТЫ

БОКСИ́ТЫ [по назв. местности Ле-Бо (Les Baux) на юге Франции, где впервые были обнаружены залежи бокситов], алюминиевая руда, состоящая в основном из гидроксидов алюминия (алюмогель, гиббсит, бёмит, диаспор и др.), оксидов и гидроксидов железа и глинистых минералов. Цвет красный различных оттенков, буровато-коричневый, реже белый, жёлтый, серый (до чёрного). Встречаются в виде плотных (каменистых) или пористых образований, а также в виде рыхлых землистых и глиноподобных масс. По структуре выделяют обломочные (пелитовые, песчаниковые, гравелитовые, конгломератовые) и конкреционные (оолитовые, пизолитовые, бобовые); по текстуре – однородные, слоистые и др. бокситы. Плотность изменяется от 1800 кг/м3 (рыхлые) до 3200 кг/м3 (каменистые). По преобладающему минеральному составу различают бокситы: моногидроксидные (диаспоровые, бёмитовые), тригидроксидные (гиббситовые) и смешанного состава (диаспор-бёмитовые, бёмит-гиббситовые, шамозит-бёмитовые, шамозит-гиббситовые, гиббсит-каолинитовые, гётит-шамозит-бёмитовые и пр.).

Бокситы об­ра­зу­ют­ся при глу­бо­ких хи­мических пре­об­ра­зо­ва­ни­ях (ла­те­ри­ти­за­ции) алю­мо­си­ли­кат­ных по­род в ус­ло­ви­ях влаж­но­го тро­пического кли­ма­та (ла­те­рит­ные или ос­та­точ­ные бокситы) ли­бо при пе­ре­но­се про­дук­тов ла­те­рит­но­го вы­вет­ри­ва­ния и их пе­ре­от­ло­же­ния (оса­доч­ные бокситы). В ре­зуль­та­те на­ло­же­ния этих про­цес­сов об­ра­зу­ют­ся бокситы сме­шан­но­го (по­ли­ген­но­го) ти­па. За­ле­жи пла­сто­об­раз­ные, лин­зо­вид­ные или не­пра­виль­ной (кар­сто­вые кар­ма­ны) фор­мы. Ка­че­ст­во ла­те­рит­ных бокситов, как пра­ви­ло, вы­со­кое (50% $\ce$ и вы­ше), оса­доч­ные бокситы мо­гут быть от вы­со­ко­сорт­ных (55–75% $\ce$) до не­кон­ди­ци­он­ных (ме­нее 37% $\ce$). В Рос­сии тре­бо­ва­ния к ка­че­ст­ву до­бы­вае­мых (то­вар­ных) бокситов оп­ре­де­ля­ют­ся ГОСТом, а так­же до­го­вор­ны­ми ус­ло­вия­ми ме­ж­ду по­став­щи­ка­ми и по­тре­би­те­ля­ми. В за­ви­си­мо­сти от со­от­но­ше­ния (по мас­се) со­дер­жа­ния гли­но­зё­ма и крем­не­зё­ма (т. н. крем­нё­во­го мо­ду­ля) бокситы раз­де­ля­ют­ся на 8 ма­рок. Для са­мой низ­кой мар­ки (Б-6, 2-й сорт) крем­нё­вый мо­дуль дол­жен быть свыше 2 при со­дер­жа­нии гли­но­зё­ма не ме­нее 37%, у вы­со­ко­сорт­ных бокситов (Б-0, Б-00) крем­нё­вый мо­дуль свыше 10 при со­дер­жа­нии гли­но­зё­ма 50% и бо­лее. В за­ру­беж­ных клас­си­фи­ка­ци­ях к вы­со­ко­ка­че­ст­вен­ным от­но­сят бокситы с крем­нё­вым мо­ду­лем свыше 7.

Месторождения бокситов по запасам разделяются на крупные (свыше 50 млн. т), средние (5–50 млн. т) и мелкие (до 5 млн. т). Запасы крупнейшего в мире месторождения Боке (Гвинея) оценивают в 2,5 млрд. т. В месторождениях латеритного типа сосредоточено 83,7% запасов, полигенного 9,5% и осадочного 6,8%.

Месторождения бокситов разведаны в более чем в 50 странах мира. Общие запасы бокситов оцениваются в 29,3 млрд. т, подтверждённые – в 18,5 млрд. т (2-я половина 2000-х гг.). Наиболее крупными подтверждёнными запасами обладают: Гвинея (7,4 млрд. т; св. 40% мировых запасов), Ямайка (2 млрд. т; 10,8%), Бразилия (1,9 млрд. т; 10,3%), Австралия (1,8 млрд. т; 9,7%), Индия (0,77 млрд. т; 4,2%), Гайана (0,7 млрд. т; 3,8%), Греция (0,6 млрд. т; 3,2%), Суринам (0,58 млрд. т.; 3,1%), Китай (0,53 млрд. т.; 2,8%). Крупнейшей в мире является Западно-Африканская бокситоносная провинция (или Гвинейская).

В России общие запасы бокситов свыше 1,4 млрд. т, подтверждённые запасы – свыше 1,1 млрд. т (начало 2013). Имеется 57 месторождений (в т. ч. 4 крупных и 7 средних). Основные запасы бокситов сосредоточены в Свердловской области (около 1/3 запасов РФ; осадочные месторождения Северо-Уральского бокситоносного района – крупное Черёмуховское, средние – Красная Шапочка, Кальинское, Новокальинское), Республике Коми (26% запасов РФ; полигенные месторождения Ворыквинской группы Тиманской бокситоносной зоны – крупное Вежаю-Ворыквинское, средние – Верхнещугорское, Восточное), Архангельской области (18% запасов РФ; крупное Иксинское осадочное месторождение), Белгородской области (около 16% запасов РФ; крупное Висловское латеритное месторождение, среднее – Мелихово-Шебекинское). Запасы бокситов выявлены также в Красноярском и Алтайском краях, Кемеровской области, Республике Башкортостан, Ленинградской области. Руды российских месторождений по сравнению с зарубежными аналогами отличаются более низким качеством и более сложными условиями разработки. Наиболее богатые руды ($\ce$ 56%) в месторождениях Северного Урала; крупнейшее (ок. 18% запасов РФ) Иксинское месторождение сложено бокситами низкого качества.

Мировая добыча бокситов превысила 196 млн. т/год (2-я половина 2000-х гг.). Главные добывающие страны: Австралия (62,6 млн. т/год), Китай (27 млн. т/год), Бразилия (22,8 млн. т/год), Гвинея (18,2 млн. т/год), Ямайка (14,9 млн. т/год), Индия (13,9 млн. т/год). В России добыча бокситов из недр в 2012 составила 5,14 млн. т; разрабатывалось 9 месторождений, из них 6 – в Свердловской области.

Из бокситов извлекают глинозём и алюминий. Бокситы используют также в производстве красок, искусственных абразивов (электрокорунд), в качестве флюсов в чёрной металлургии, сорбентов для очистки нефтепродуктов от различных примесей; маложелезистые бокситы – для получения высокоглинозёмистых огнеупоров, быстротвердеющих цементов и др. Бокситы – комплексное сырьё; кроме алюминия и железа содержат галлий, а также титан, хром, цирконий, ниобий, редкоземельные элементы.

Физико-химические свойства

Порода имеет сложный состав. Состоит из разных химических веществ (гидроксида алюминия, силикатов и оксидов железа, кремния). Также может содержаться окись марганца, магния, кальция, двуокись титана, рутил и пр. Иногда встречаются карбонат кальция, магния, циркониевые, натриевые, фосфорные, хромовые, галлиевые, калиевые, ванадиевые соединения, могут быть примеси пирита. То есть химическая составляющая сильно колеблется. Показатели отличаются в первую очередь в зависимости от минералогической формы гидроксида алюминия, количества разных примесей.

Месторождение боксита является ценным, когда в камне есть много кремнезема и глинозема. Важное значение имеет вскрываемость руды, простота и легкость извлечения.

Бокситы отличаются физическими свойствами, внешним видом, поэтому по визуальным признакам качество определять сложно. Этим обусловлены трудности в поиске минерала, из-за чего породы исследуются под микроскопом, а потом принимается решение о добыче.

Основные физико-химические показатели минерала следующие:

• твердость 2–6 по шкале Мооса;
• непрозрачность;
• отсутствие сингонии, аморфность минерала;
• совершенная спайность;
• электропроводность: диэлектрик;
• плотность 2500–3500 кг/м3.

Если провести минералом по стеклу, то остается бурый или коричневый след. Удельный вес варьируется исходя из места добычи. Например, если содержится много кремнезема, то показатель равен 1,2 г/см3. Для плотных образцов с большим содержанием железа удельный вес составляет 2,8 г/см3.

Лечебные свойства

Минерал практически не используется в литотерапии и народной медицине. В ходе исследований не удалось выявить какого-либо влияния камня на организм человека. Исключение составляют вредные формы воздействия, обусловленные возможным наличием токсичных примесей.
Но многие свойства руды до сих пор не изучены литотерапевтами – в будущем может быть доказано их влияние на следующие системы и органы:

• сердечно-сосудистая система;
• легкие, в частности при хронических заболеваниях;
• эндокринная система.

Добыча

Для появления минералов требуется усиленное выветривание коренных алюмосодержащих пород. Из-за того, что процесс разрушения камня активно протекает в жарких местностях, большая часть бокситовых залежей расположена в тропическом регионе.

Свыше 90 % запасов руды находится в 18 странах мира. В Российской Федерации немного месторождений бокситов, сырье в основном импортируется. Наиболее качественные минералы добываются в Северно-Уральском регионе. Также есть месторождения в Бокситогорском районе, Архангельской, Белгородской, Свердловской и Ленинградской областях. Наиболее перспективный источник получения сырья — Средне-Тиманские месторождения, расположенные в Республике Коми. Разведанных запасов насчитывается более 250 миллионов тонн.

Наиболее крупные залежи расположены в следующих странах:

• Гвинеи — примерно 20 млрд тонн;
• Австрии — свыше 7 млрд тонн;
• Бразилии — примерно 6 млрд тонн;
• Вьетнаме — 3 млрд тонн;
• Индонезии, Индии — 2,5 млрд тонн.

В Азербайджане, месторождении Заглик, разрабатывают редчайший вид боксита — алунит. Его запасов насчитывается свыше 200 тысяч тонн, но в Узбекистане также найдены залежи алунитовых руд. Они обнаружены в Гуштайском месторождении в примерном объеме 130 млн тонн. Но в настоящее время разработка месторождений не проводится, поэтому Азербайджан — единственная страна, где добываются алуниты.

Месторождения и добыча боксита

Боксит — это весьма сложная по своему составу горная порода. Основную их часть составляют гидраты глинозема. Но помимо него, бокситы содержат в себе и прочие компоненты. Самой вредной составляющей является оксид кремния.

Что касается других веществ, то в боксите вполне можно встретить такие составляющие как окись магния, марганца и кальция, двуокись титана и прочие. Разберем подробнее физические свойства боксита.

На внешний вид боксит может быть красного цвета или других его оттенков. Встречается боксит как розового, так и темно-красного цвета. Так же камень может иметь серый оттенок от более светлого до угольно-черного. Если оценивать твердость боксита, то это значение равно 6 по шкале Мооса.

Плотность камня может колебаться в значении от 2900 до 3500 килограмм на один кубический метр. По степени прозрачности боксит непрозрачен. Камни могут быть образованы разными минералами. Исходя из этого породу можно разделить на три основные группы.

К первой группе относятся бокситы, для которых породообразующим минералом является диаспор или же бемит. Такие бокситы носят название моногидратные. В них глинозем представлен только лишь в одной форме.

К следующей группе можно отнести те бокситы, основой для которых являются так называемые гиббситы. В таких камнях глинозем содержатся в трехводной форме. И к последней, третьей, группе относятся те бокситы, которые сочетают в себе формы первых групп.

Месторождение бокситов зависит от степени выветривания в той или иной зоне кислых, щелочных, а иногда и основных пород. Так же залежи боксита могут образовываться в той местности, где проходят осаждения глинозема в озерных и морских бассейнах.

Таким образом можно выделить две основные причины расположения бокситов. Первая причина носит название платформенной. Она связана с континентальными отложениями, которые залегают горизонтально. Вторая причина связана с местностью, где находятся отложения прибрежно-морского типа.

Практически весь запас бокситов на земном шаре – это 90% — сосредоточен в основном в тех странах, где климат тропический или же субтропический.

Это связано с тем, что камень формируются в основном тем, где происходит активное выветривание алюминиевых пород и этот процесс продолжается значительно длительный период. Причина выветривания заключается в климате.

Первое место в мире по запасам бокситов занимает Гвинея. На ее территории содержится около двадцати миллиардов тонн боксита. На втором месте по количеству этого камня находится Австралия. Здесь насчитывается приблизительно семь миллиардов тонн бокситов.

Что же касается России, то запасы данного камня нашей страны настолько малы, что нет такого количества руды, которой бы хватило для потребления внутри государства. Доля мировых запасов данного вида сырья составляет всего лишь один процент от общемирового запаса камня.

Самыми качественными залежами боксита в нашей стране считаются бокситы, расположенные в Северо-Уральском бокситом районе. Новый участок этого сырья – это Средне-Тиманская группа, которая располагается в северо-западном районе Республики Коми. Здесь проводится добыча бокситов и этот участок считается наиболее перспективным, чем тот, о котором было сказано вначале.

Россия находится лишь на седьмом месте в мире по добыче алюминиевых руд. Из-за того, что страна сама не может обеспечить себя металлом в нужном количестве, то ей приходится закупать боксит из заграничных стран.

На территории Российской Федерации находится пятьдесят месторождений этой руды. В эту цифру включены как территории, на которых добыча бокситов ведется активно, так и те, где залежи еще не до конца разработаны.

Наибольшая часть запасов боксита располагается в европейской части России. Сюда можно отнести ранее упомянутую Республику Коми, а также Архангельскую, Свердловскую и Белгородскую области. Во всех перечисленных областях содержится около семидесяти процентов всех запасов боксита территории нашей страны.

К старым месторождением бокситам в России можно назвать Радынское, которое располагается на территории Ленинградской области. Добыча бокситов проводится там и на сегодняшний день.

Места нахождения залежей боксита можно условно разделить на четыре группы. Первая группа носит название уникального месторождения. На таких территориях количество руды превышает пятьсот миллионов тонн. Вторая группа – это крупные и средние месторождения. Здесь залежи боксита составляют от пятидесяти до пятисот тонн.

Последняя группа – это мелкие месторождения. На таких территориях наличие боксита в цифрах составляет менее пятидесяти миллионов тонн.

Обработка горной породы

В основном бокситы добываются открытым методом, но иногда и подземным путем. Метод разработки месторождения зависит от характера залегания минеральных пород, концентрации металла в руде. Применяются разные технологии переработки, на которую влияет состав породы.

Производство алюминия состоит из следующих стадий:

• получение из глинозема с помощью химических методов;
• выделение очищенного металла с помощью электролиза алюминиевых фтористых солей.

Глинозем получают гидрохимическим методом Байера (спеканием) и комбинированием: параллельная и последовательная методика. Основная особенность технологии Байера основана на выщелачивании боксита с получением концентрированного натрия. После этого глинозем переходит в раствор алюмината натрия, который очищается с удалением красного шлама, осаждается глинозем. Далее проводится выщелачивание с получением алюминия.

Переработка бокситов низкого качества осуществляется по сложной технологии, когда проводится спекание измельченной смеси с известняком и содой при 120 градусах в специальных печах, которые в процессе работы вращаются. После этого полученный спек выщелачивают раствором низкой концентрации, осажденную гидроокись фильтруют.

Вышеперечисленные методы получения алюминия сложные, но с их помощью получаются максимальные объемы металла из руды.

Бокситы, глинозем и рециклинг. Как и из чего производят алюминий

На фоне новостей о госперевороте в Гвинее, втором мировом поставщике сырья для алюминия, стоит освежить информацию о том, как производится данный металл и какие страны играют ключевую роль на этом рынке.

Производственная цепочка алюминия выглядит следующим образом:

Добыча бокситов

В мире существует несколько видов алюминиевых руд, но основным сырьем для производства являются именно бокситы. Эта порода добывается преимущественно открытым способом с применением мощной карьерной техники. Около 90% мировых запасов бокситов приходится на страны тропического пояса, причем 70% — на 5 стран: Гвинею, Австралию, Вьетнам, Бразилию и Ямайку.

Крупнейшими производителями бокситов являются Австралия, Гвинея и Китай: там сосредоточено 67% всей мировой добычи.

Производство глинозема (Alumina)

Добытые бокситы дробят, обрабатывают щелочным раствором и выделяют из них глинозем — оксид алюминия Al2O3. В бокситах, как правило, содержится от 40% до 60% глинозема. Полученный глинозем выступает ключевым сырьем в процессе электролиза алюминия. Из одной тонны глинозема в среднем получают 0,5 тонны чистого алюминия.

Электролиз и выплавка первичного алюминия

Под воздействием электрического тока связь между атомами алюминия и кислорода в глиноземе распадается. Алюминий осаждается на дне специальной электролизной ванны, а кислород соединяется с углеродом, входящим в состав анодных блоков, и образует углекислый газ. При производстве одной тонны алюминия выделяется 280 тыс. кубометров газа.

Для производства алюминия требуется очень большое количество электроэнергии, поэтому в состав металлургических холдингов часто входят генерирующие активы. В свете популярного в последние годы тренда на ESG при оценке того, насколько «зеленым» является алюминий, принято оценивать выбросы CO2 от сопутствующей производству электрогенерации.

В России, по данным портала «Сайт об алюминии», около 95% алюминиевых мощностей обеспечены относительно чистой гидрогенерацией. Компания РУСАЛ даже предлагает своим покупателям специальный сорт алюминия с низким углеродным следом под товарным знаком «ALLOW». Совокупные выбросы CO2 при производстве 1 тонны такого алюминия составляют всего около 4 тонн.

Одной из революционных технологий в производстве алюминия является использование в электролизе инертного анода. При этом выделяемый из глинозема кислород не соединяется с углеродом и выбросов CO2 практически не образуется. В 2021 г. РУСАЛ начал тестовые поставки алюминия, произведенного с использованием такой технологии.

Крупнейшие компании–производители алюминия в мире

Изготовление конечных изделий

После электролиза остатки примесей из алюминия удаляют методом переплавки. Из готового первичного алюминия отливают слитки, которые впоследствии будут использоваться для изготовления конечных изделий.

Прямоугольные слитки называют слябами. Они применяются для проката в тонкие листы и производства алюминиевой фольги, банок для напитков, автомобильных кузовов и пр.

Цилиндрические слитки алюминия используют для экструзии — выдавливания через отверстие необходимой формы. Так производится большинство алюминиевых изделий.

При производстве изделий в алюминий могут внедряться различные добавки для производства сплавов, обладающих необходимыми качествами. В промышленности используется свыше 100 различных марок алюминиевых сплавов.

По данным statista.com, на азиатский регион приходится около 78% всего потребления алюминия. На европейский регион — чуть более 11%, на США и Латинскую Америку — 9%.

Переработка

Алюминий, в отличие от стали и некоторых других металлов, не подвержен коррозии и не теряет своих свойств в процессе использования. Изделия из него могут подвергаться переплавке и вторичной переработке в новые продукты — рециклингу.

В развитых странах доля переработки в производстве конечных изделий довольно высока и, по всем прогнозам, будет расти и дальше. По оценке информационного издания Алюминиевый вестник, в странах Евросоюза доля вторичного сырья в автопроме и строительстве достигает 90–95%, в алюминиевой банке — 74%, а в целом в упаковке — 60%.

В России собирается и перерабатывается более 600 тыс. алюминиевого лома. В литой продукции доля вторсырья составляет 59%, в экструзии — 39%, в прокате — 15%.

БКС Мир инвестиций

Применение бокситов

Использование боксита в различных производственных сферах обусловлено универсальностью материала по физическим свойствам и минеральному составу. Чем больше гидроксида алюминия, тем ценнее минерал для промышленности. Учитывается объем кремнезема и прочих примесей.

Главное направление в применении бокситов и солей — образование чистого алюминия. К второстепенным сферам относятся:

• лакокрасочная промышленность;
• изготовление флюса — веществ, удаляющих с поверхностей, предназначенных для пайки, оксиды. Боксит применяется в черной металлургии при выплавлении мартеновской стали, увеличивает технические показатели продукции;
• получение глиноземистого цемента после плавки;
• размалывание глинозема и применение при нефтяных разливах на производстве;
• изготовление пигментов из выделяемых соединений металлов;
• получение при обработке в печах глиноземистого электрокорунда (стойкого огнеупорного материала повышенной твердости), применяемого в роли абразива. Дополнительно применяется антрацит в роли восстановителя, железных опилок;
• нефтепереработка в роли сорбента.

Бокситы могут применяться в кораблестроении, самолетной и автомобильной сферах, военно-промышленном комплексе. Цементы из глинозема имеют высокую плотность, растворы их них быстро затвердевают, хорошо скрепляются с арматурным металлом. Выполненный с глиноземистым цементом бетон обладает стойкостью к кислым жидким средам, повышенным температурам.

Области применения минерала

Это ценное сырье для промышленности. Из бокситов получают глинозем. Его используют по-разному, например, делают следующее:

• Формовочный материал.
• Флюс для черной металлургии.
• Качественные огнеупоры, которые не боятся ни температур, ни нагрузок.
• Особый плотный цемент с отличными физическими свойствами. Раствор быстро застывает и прекрасно связывается с арматурой. Полученный бетон стоек к высоким температурам и кислым средам.
• Глинозем размалывают и используют в производстве средств против нефтяных разливов.
• Чистый алюминий для разных изделий.

Применение бокситам нашли и в других областях. Из них получают:

• электрокорунд — прекрасный струйный абразив для промышленности;
• соединения металлов для производства пигментов.

Бокситы — ценная находка для человечества. Руда используется в химической промышленности, строительстве, металлургии. Мировых запасов хватит еще надолго. Благодаря применению в военно-промышленной отрасли порода считается стратегически важной.

ТОП 10 стран по добыче боксита в мире и почему его добыча так дорого обходится

Москва, 27.04.2021, 03:54:03, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Инна Мордасова.

Алюминий — чрезвычайно легкий металл, но благодаря его характеристикам сырье используют во многих отраслях. Его применяют в авиации, судостроении, а также производстве автомобилей и судов. По-настоящему массовым использование алюминия стало в период Второй мировой войны.

Для получения металла используются бокситы — ресурс, источники добычи которого обнаружены в 18 государствах. Как правило, все они характеризуются жарким климатом с достаточным количеством влаги. Кроме самого боксита, использоваться могут и заменители, но их применение менее рентабельно. К таковым относятся анортозит, алунит, горючие сланцы и прочие ресурсы.

ТОП 10 стран по добыче боксита

Доказано существование залежей металла в объеме около 30 миллиардов тонн. Такого количества сырья для производства алюминия должно хватить на многие века. Причем пять стран обладают запасами 70% всего боксита.

При производстве алюминия требуется большой объем электроэнергии. В то же время, бокситы являются транспортабельным сырьем, ведь они добываются в отдаленных географически странах. Потребителями ресурса являются развитые государства, имеющие огромную энергобазу. Не даром большая часть промышленных предприятий работают неподалеку от ГЭС. Это позволяет сократить территориальную доступность между шахтами для получения алюминия и заводами по его изготовлению. Среди лидеров по выпуску алюминия лидирует Австралия, ежегодная доля добычи которой составляет 75 миллионов тонн. Следом за ней идет Китай с 70 миллионами, а также Гвинея с 50 миллионами тонн.

Источник