Боксит форма залегания. Боксит - формула, химические свойства и сферы применения

Первое обращение на необычные свойства минерала было уделено после выставки в Париже 1855 года. На ней представлен был удивительный металл серебристого цвета, легкий по весу и прочный по химической устойчивости. Металл был обозначен, как «серебро из глины». Речь идет об алюминии. А сырьем для его получения служат бокситы . Такое смешное название дала местность из Прованса, Франция, в которой обнаружено первое крупное месторождение.

Для 19 века получение алюминия было чем-то сложным и очень дорогостоящим. Тогда металл использовался только для украшений. Вспомнился советский период, в столовых ложки и вилки из алюминия насыпью.

Основное сырье для производства металла AL – был и остается боксит.

Боксит в первозданном виде. Занимательно о химических и физических свойствах

• Боксит в геологии:
• Сложная горная порода. Состоит из гидроксидов алюминия, оксидов железа и примесей других элементов.
• Для производства алюминия используют боксит с высоким процентным содержанием Al-глинозема от 40%. Определение качества проводят по соотношению концентрации глинозема и кремнезема.
• Ценятся бокситы имеющие легкое «вскрытие». Это термин, обозначающий качество и быстроту извлечения глинозема.
• Определить визуально в месторождении боксит нелегко. Поиск этой породы весьма труден из-за дисперсности компонентов. Например, в микроскопе можно различить только ярко окристаллизованные примеси.

• Разнообразие видов бокситового глинозема:
• Внешний вид породы – глиноподобная или каменистая масса.
• Есть плотные, похожие на кремень минералы, а есть похожие на пемзу. С таким же пористым грубым ячеистым изломом. Иногда в массе можно обнаружить необычные округлые включения. Тогда структуру называют оолитовой, а тельца дают знать, что в найденной породе есть сырье для производства железа.
• Поражает широкая цветовая гамма. Боксит можно найти серо-белесого, нежно-кремового или темно-вишневого оттенка. Это редкие случаи. Более распространен боксит рыже-бурого или кирпично-рыжего цвета.
• Интересна порода еще тем, что у нее нет четкого определенного значения удельного веса, как это существует у серы или кремния. Легкие породы, с пористой структурой имеют удельный вес около 1.2 кг/м3. Самые плотные – это железистые бокситы с удельным весом 2.8 кг/м3.
• Боксит внешне похож на глину, но по остальным характеристикам разительно отличается от нее. Так, например, боксит невозможно развести в воде и сделать пластичную массу, как это делают с глиной. Это связано с формой и минералогическим отличием.
• По минеральному составу бокситы делят на бемитовые, диаспоровые, гидроаргиллитовые и смешанные в зависимости от химической формы содержащегося алюминия.
• Богатейшие залежи боксита:
• Почти 90% всех месторождений ценного ископаемого размещены на территории 18 стран. Это связано с нахождением латеритных кор, образованных выветриванием алюмосиликатов в течение тысячелетий в жарком и влажном климате.
• Выделяются 6 огромных месторождений. В Гвинее – почти 20 млрд. т. В Австралии более 7 млрд. т. В Бразилии до 6 млрд. т. Во Вьетнаме 3 млрд. т. В Индии 2.5 млрд. т. В Индонезии 2 млрд. т. На территории этих стран сконцентрировано 2/3 земных запасов бокситов.
• На территории РФ найденные месторождения не причислены к крупным, но имеют большую ценность для производства алюминия в стране. Крупные залежи найдены в Бокситогорском районе недалеко от Санкт-Петербурга. А наиболее чистым и ценным месторождением в России считается Северо-Уральское.

Магические и целебные свойства бокситов

Боксит мало используется для изготовления амулетов. Разве только очень необычной формы попадется на глаза, руки потянутся сделать из него поделку.

Раньше, в 18-19 веке, бокситы вставляли в оправу из драгметалла, в основном серебра, только из-за необычного красного оттенка. Таких украшений мало, они не пользовались популярностью.

По лечебному эффекту тоже не выявлено какой-то ценности. Алюминий, содержащийся в породе, в организме человека имеется в мизерных концентрациях. В растениях он присутствует на микронном уровне.

Основная ценность бокситов – это сырье для получения алюминия.

• Самое первое крупное месторождение бокситов на Урале было названо «Красная Шапочка».
• Свое название порода получила из Франции. Первое месторождение было найдено в провинции Прованс возле городка Бо или Боакс (Beaux).
• Существует 10 основных промышленных марок минерала, отличающихся по концентрации глинозема и по составу.
• Старейшие из бокситов можно найти в тропических странах. Эти «камешки» образовались еще в кайнозое или протерозое.
• Самый большой вклад в разработку технологий производства алюминия из бокситов внесли русские ученые: Байер, Манойлов, Строков, Лилеев и Кузнецов. По способу Байера, открытому в конце 19 века, продолжают получать глинозем до сих пор.

Основным сырьем алюминиевой промышленности РФ являются бокситы, а также нефелиновые руды (уртиты) и нефелиновые концентраты апатит-нефелиновых руд Кольского полуострова. В мировой практике последние два для получения алюминия не используют из-за дорогой технологии процесса.

Следует отметить, что для российских месторождений характерны низкое качество бокситов и сложные горно-геологические условия, что не позволяет в ближайшие годы сохранить достигнутый уровень производства алюминия из отечественного сырья.

По разведанным запасам бокситов Россия занимает 7-ое место в мире, в то время как в пределах б. СССР на ее территории сосредоточены 77% общих запасов. В настоящее время в России разведано 44 месторождения, общие запасы которых смогут обеспечить работу горнодобывающих предприятий (исходя из объемов добычи 1993 г.) на 240 лет. В настоящее время в эксплуатации находятся только 10 месторождений, суммарные разведанные запасы которых составляют 32% российских бокситов, что обеспечивает работу предприятий на 79 лет.

Россия в течение последних 15 лет испытывает устойчивый дефицит в бокситах и нефелинах. Поэтому ежегодно для нужд алюминиевой промышленности в страну вынуждены импортировать 3 млн. тонн глинозема, что требует реализации на внешнем рынке значительного количества первичного алюминия.

Обеспеченность действующих горнодобывающих предприятий разведанными запасами весьма неравнозначна. Например, крупнейшее российское предприятие АО «Севуралбокситруда» располагает разведанными запасами на 52 года, но в то же время его шахты, отрабатывающие месторождение «Красная шапочка» - только на 19 лет. Ивдельские карьеры (Горностайское и Горностайско-Краснооктябрьское месторождения, г.Бокситогорск Свердловской обл.) обеспечены запасами на 18 лет. Наиболее неблагополучно состояние минерально-сырьевой базы Южно-Уральских бокситовых рудников (ЮУБР). Предприятие их дорабатывает, а оставшаяся часть способна обеспечить Блиново-Каменскую и Кургазакскую шахты не более чем на 10 лет. Всего на 7 лет обеспечен запасами Радынский карьер АО «Бакситогорский глинозем».

В таблице приведены краткие данные по крупнейшим разрабатываемым месторождениям бокситов России.

Значительные запасы бокситов сосредоточены в двух крупнейших месторождениях России - Вежаю-Ворыквинском (Республика Коми) и Висловском (Белгородская обл.). На базе первого, как первоочередного, ВАМИ и Гипроникель проектируют карьер Средне-Тиманского бокситового рудника мощностью 3 млн. т в год.

По добыче бокситов Россия стоит на 6 месте в мире, а среди стран СНГ - на первом (62.7% общей добычи).

На рисунке показана динамика добычи глиноземного сырья на горнодобывающих предприятиях России.

Основным способом добычи бокситов является подземный. Например, из 3763 тыс. тонн бокситов, добытых в 1995 г., 3149 тыс. тонн (83.7%) добыто подземным способом. В то же время за рубежом бокситы добываются главным образом открытым способом с применением мощной карьерной техники (99.8%), что делает добычу более дешевой.

Из-за незначительного роста затрат на добычу руды, ограниченного спроса и с усложнением горнотехнических условий (АО «Севуралбокситруда») и истощения разведанных запасов (ЮУБР) за период 1990-1995 гг. добыча бокситов снизилась на 1960 тыс. тонн (34.2%), причем основная доля снижения добычи произошла за счет АО «Северобокситруда» (1590 тыс. тонн). На падение добычи последнего также повлияла весьма высокая отпускная цена (65 тыс. рублей за тонну). При нормальном рынке и перспективе интегрирования России с мировой экономикой эти бокситы становятся непривлекательными для потребителей - Уральского и Богословского алюминиевых заводов. По той же причине, а также из-за истощения запасов снизили добычу и Южно-Уральские бокситовые рудники.

АО «Северо-Онежский бокситовый рудник» добывает бокситы спекательного типа, по качеству трудоемкие для производства глинозема. Они не находят потребителя среди глиноземных производств. В настоящее время их добыча резко упала: если в 1990-1991 гг. их добывали 700 тыс. тонн, то в 1995 г. только 363.8 тыс. тонн. Поэтому основную часть добычи реализовывают предприятиям черной металлургии и цементной промышленности.

Россия располагает огромными запасами нефелина как в виде отходов обогащения апатит-нефелиновой руды Кольского полуострова, так и разведанными запасами в Сибири. В настоящее время 41% глинозема получают из нефелина, но учитывая более высокие затраты энергоресурсов, чем при переработке бокситов, а также низкое качество сырья перспективы наращивания производства проблематичны.

Балансовые запасы нефелиновых руд заключены в 12 месторождениях, причем 81.2% приходится на Кольский полуостров. Из других наиболее богаты нефелином уртитовые руды (Кия-Шалтырское месторождение АО «Ачинский глиноземный комбинат»). При проектной мощности карьера 4.5 млн. тонн руды в год добыча снизилась с 4.24 млн. тонн руды в 1990 г. до 2.33 млн. тонн в 1995 г. Уртиты перерабатывает глиноземный комбинат, выпускающий 730-750 тыс. тонн глинозема при проектной мощности 900 тыс. тонн в год.

Апатит-нефелиновые месторождения Кольского полуострова разрабатывает АО «Апатит» открытым способом. Нефелиновые концентраты (1050-1100 тыс тонн в год) получают попутно, при производстве апатитового концентрата.

Добываемое и перерабатываемое глиноземсодержащее сырье для производства алюминия обеспечивает потребность предприятий на 50%. Поэтому многие заводы предпочитают закупать импортный глинозем (из Гвинеи, Австралии и др. стран), который обходится дешевле отечественного, а полученный алюминий реализовывать на зарубежных рынках.

Многолетняя практика и исследования отечественного алюминийсодержащего сырья (бокситов и нефелинов) показали низкую конкурентоспособность из-за его неудовлетворительного качества и высокой себестоимости добычи (большую часть бокситов добывают на больших глубинах). Кремниевый модуль отечественных бокситов равен в среднем 5, зарубежных 8-15. Кроме того, переработка российских бокситов требует более сложных технологий и значительных затрат.

Анализ показателей отчетности последних пяти лет показал, что горнодобывающие предприятия алюминиевой подотрасли России (как и вся алюминиевая промышленность в целом) по своему техническому и технологическому уровням значительно отстает от аналогичной отрасли мира.

До начала перестройки вопрос реконструкции предприятий практически никто не решал. Сегодня он предельно обострился. Учитывая нарушенные межгосударственные, а отсюда и межпотребительские инвестиции.

Конкурентоспособность рудносырьевой базы алюминиевой подотрасли предполагается повысить за счет ввода в ближайшие 5 лет Средне-Тиманского бокситового рудника по добыче 3 млн. тонн в год сравнительно высокосортных (на уровне импортных) и недорогих (открытый способ добычи) бокситов Вежаю-Ворыквинского месторождения.

В результате политики правительства России за последние два года созданы объективные предпосылки для интеграции алюминиевой промышленности стран СНГ путем консолидации пакетов акций приватизированных предприятий, в т.ч. и горнодобывающей алюминиевой подотрасли.

Cтраница 1

Месторождения бокситов, пригодные для разработки, в Аргентине пока не найдены, зато открыты богатейшие залежи глины и алунита, переработкой которых на глинозем следует заняться.  

Месторождения бокситов расположены на крайнем юге страны, в горах Мландже.  

Месторождения бокситов расположены в Ленинградской области (Тихвинское месторождение), на Урале, и Красноярском краях и других районах Советского Союза.  

Месторождения бокситов имеются также в Аппалачском районе, где полоса их тянется от Алабамы до Бошетоурт в южной Виргинии; крупные залежи имеются в северо-западной части штата Джорджии и в северо-восточной части штата Алабамы, также в центральной части штата Джорджии. В Южной Америке мощные месторождения высокосортных гидрар-гиллитовых бокситов сосредоточены в Британской Гвиане, между реками Эсквпбо и границами Суринама, особенно вдоль реки Демерара. Многочисленные месторождения бокситов латеритного типа заключает в себе Африка: они имеются как на океанском по-бережьи (Гвинейский залив, о. Мадагаскар), так и внутри материка, напр, в Ньяссе.  

Месторождения бокситов Ганы простираются в восточном направлении на Того. Богатый алюминием латерит около горы Агон, который образовался над интрузиями, известен уже давно. Кроме этого месторождения, расположенного на юге страны, на крайнем севере обнаружены латериты, лежащие на голубых сланцах. Разработка месторождения пока не запланирована.  

Разведанное крупное Висловское месторождение бокситов на КМА в Белгородской области залегает пространственно близко с богатыми железными рудами на глубинах около 500 м в весьма сложных горно-гидрогеологических условиях. Освоение этого месторождения, как показывают данные ТЭО, экономически целесообразно лишь при одновременной отработке одним рудником бокситов и богатых железных руд.  

Месторождений боксита в Корее еще не найдено, но там находится, однако, обширное месторождение алунита (см. стр. Алунит предполагают добывать для переработки на глиноземных заводах.  

Месторождений бокситов, являющихся сырьем для производства алюминия, у нас в Союзе очень много; встречающиеся бокситы окрашены в различные цвета - от белого до темно-красного. Термическая активация бокситов (различных месторождений) в интервале температур 500 - 700 С до влажности 2 7 - 5 % придает им высокие адсорбционные свойства. Установлено, что при расширении температурного интервала термической активации адсорбционная способность бокситов понижается. Измельчение бокситов способствует снижению температуры их активации примерно на 100 - 150 С. В табл. 2 приведен химический состав бокситов некоторых месторождений.  

Ряд месторождений бокситов диаспор-бемитового типа открыт на Южном Урале в Челябинской области и Башкирской АССР. Южно-уральские бокситы характеризуются повышенным содержанием кремнезема и высокой твердостью. Добыча их ведется также подземным способом.  

В 1821 г. французский химик Верные впервые исследовал и описал встречающуюся близ города Ле Бо (Les Baux), на юге Франции, горную породу, содержащую 52% Аl2Оз, 27,6% F 2 0 3 и 20,4 % Н2О, причем назвал ее по месту нахождения бокси­том (bauxite ).

В настоящее время бокситы являются важнейшей алюминие­вой рудой, на которой, за немногими исключениями, базирует­ся почти вся мировая алюминиевая промышленность.

Бокситы представляют собой сложную горную породу, в состав которой входят: гидраты окислов алюминия, образую­щие основную рудную массу; железо в форме гидратов окислов, окислов и силикатов; кремний, в виде кварца, опала и каолини­та; титан, в виде рутила и других соединений; карбоната каль­ция и магния, а также небольшие количества соединений натрия, калия, циркония, хрома, фосфора, ванадия, галлия и других элементов; нередко в бокситах обнаруживается также примесь пирита.

Химический состав бокситов в, зависимости от минералоги­ческой формы гидроокиси алюминия и количества примесей, колеблется в широких пределах. Качество бокситов как алюми­ниевой руды определяется прежде всего содержанием в них глинозема и кремнезема: чем ниже содержащее SiO 2 и больше Аl2Оз, тем при прочих равных условиях выше качество руды. Большое значение имеет так называемая «вскрываемость» бок­сита, т. е. легкость извлечения из інего глнозема. Физические свойства бокситов весьма разнообразны, а внешние отличия столь непостоянны, что определение боксита на-глаз весьма затруднительно. Этим обусловливаются большие трудности в по­исках бокситов. Характерна чрезвычайно большая дисперсность компонентов боксита. Поэтому под обычным микроскопом в боксите можно различить только огдальнные хорошо окристаллизованные выделения и примеси.

По внешнему виду бокситы (являются глиноподобнюй, а ча­сто каменистой породой; вообще же структура их весьма раз­нообразна. Бокситы (бывают плотные, с землистым изломом, или пористые, с грубым ячеистым изломом; часто в основной массе боксита бывают включены округлые тельца, дающие оолитовую структуру руды. Эти тельца образованы окис­лами железа и иногда глиноземом.

Цвет бокситов столь же разнообразен, как и их структура. Бокситы встречаются всевозможных оттенков - от белого до тёмнокрасного, но чаще всего бывают буро- или кирпично -красного цвета. Удельный вес бокситов колеблется в широких пре­делах. У легких пористых бокситов с невысоким содержанием кремнезема и железа он составляет приблизительно 1,2; плотные сильно железистые, каменистые бокситы имеют удельный вес равный примерно 2,8. Твердость бокситов по шкале Мооса варь­ирует от 2 до 7. Напоминая иногда по своему внешнему виду глину, боксит ничего общего, однако, с ней не имеет. Характер­ным отличительным признаком боксита является то, что с во­дой он в противоположность глинам, не дает пластичной массы.

Минералогическое отличие бокситов от глин, как уже упо­миналось выше, заключается в том, что в составе первых алю­миний находится в форме гидроокисей, во вторых же в виде каолинита. В зависимости от минералогической формы гидроокиси бемита и диаспора АlOОН или гидраргиллита Аl(OH)3, в виде которой алюминий находится в боксите, соответственно различают типы бокситов: бемитовый, диаспоровый, гидрар­гиллитовый и смешанный.

Для исследования минера логического состава бокситов весьма удобным является при­менение термического анали­за с получением кривых нагреваиия.

На рис. 1 даны результа­ты термического анализа раз­личных образцов тихвинских бокситов, выполненные акад. Н. С. Курнаковым и Г. Г. Ура­зовым. На кривых нагревания виден ряд эндотермических участков (остановок), кото­рые отвечают обезвоживанию гидраргиллита, диаспора (бемита) ,и каолинита. Термиче­ская остановка, отвечающая обезвоживанию гидраргиллита, лежит в интервале 202- 205°, диаспора - 509-555° и каолинита - 558-605°

рис. 1 . Кривые нагревания тихвин­ских бокситов (по Н Кур н акову и Г. Уразову)

а, б, в - эндотермические остановки, от­вечающие выделению воды из гидраргиллита - АІ 2 О 3 * ЗН 2 О, диаспора - АІ 2 О 3 * Н 2 О и каолинита - АІ 2 О 3 *2 SiO 2 * ЗН 2 О; г -само­произвольное нагревание, характерной для молекулярного превращения в обезвожен­ном каолине в области 960-1000°

На рис. 2. представлены аналогичные кривые нагревания бокситов Северного Урала (ме­сторождения «Красная шапочка»), указывающие на их диаспо­ровый (бемитный) характер.

рис. 2. Кривые нагревания бокситов месторождения «Красная ш апочка» (по Малдаванцеву)

Горизонтальные участки на кривых (э ндотермическ ие остановки) отвечают выделению воды из диаспора (бем и та) — АІ 2 О 3 * Н 2 О

Путем термического анализа, таким образом, может быть легко установлена минералогическая форма в виде которой глинозем присутствует в боксите, а следовательно, и тип по­следнего.

Несмотря на то, что бокситы известны уже более 100 лет; а последние десятилетия привлекают к себе исключительно боль­шое внимание как наиболее ценная алюминиевая руда. гене­зис (происхождение) их далеко еще нельзя считать выяснен­ным. Среди геологов и геохимиков по этому вопросу нет един­ства» во взглядах. Имеется, однако, много данных, указываю­щих, что образование бокситов связано вообще с различными процессами и поэтому не может быть единообразным для всех месторождений. По вопросу генезиса бокситов существуют три следующие важнейшие гипотезы:

1) бокситы являются остатком после растворения (выщела­чивания) известняков так называемым terro rossa (красная зем­ля), который состоит из смеси различных водных алюмосили­катов (Фокс);

2) бокситы, являются продуктом выветривания древней коры с последующим механическим перемещением и переотложени­ем остаточного продукта, находящегося в коллоидном состоя­нии (С. Ф. Малявкин);

3) бокситы являются химическим осадком, образовавшимся при разложении растворов алюминиевых, железных и титано­вых солей (получавшихся за счет выщелачивания природными водами изверженных пород) в момент поступления их в водо­емы - моря и озера (акад. А. Д. Архангельский).

Главнейшие типы бокситов, во всяком случае на территории СНГ, образовались именно последним путем Акад. А. Е. Фер­сман приводит следующую схему осаждения гидратов окиси алюминия из растворов алюминиевых солей при разных значе­ниях рН, иллюстрирующую возможность гидрохимического об­разования скоплений алюминия (в виде гидратов):

Из этой схемы видно, что алюминий растворяется лиш при очень высоких и при очень низких рН. Первое редко осу­ществляется в земной коре; гораздо важнее вторая группа ра­створов - кислых, в виде которых алюминий очень легко мигри­рует (выносится). Местами образования таких растворов явля­ются, например, районы окисления сульфидов. Эти растворы мо­гут привести к выпадению гидроокиси алюминия при повыше­нии рН, что и наступает, если они попадают в среду океана моря или озера с рН, равным 6-8.

Благодаря этому распространение бокситов должно быть по преимуществу связано с прибрежными осадками древних (па- леозойских и мезозойских) морей или озер. В СНГ такими районами являются оба склона Уральского хребта и террито­рия Средней Азии.

Бокситы являются достаточно широко распространенной горной породой. Мировые разведанные запасы их определяются примерно, в один миллиард тонн, причем первое место по запасам занимает Европа, второе Африка, третье Америка, чет­вертое Азия и, на конец, пятое Австралия.

Разработка бокситов с промышленными целями началась сравнительно недавно. Впервые бокситы спали добываться во Франции в 70-х годах прошлого столетия. В 1890 г. начались разработки бокситов в Англии и США, в 1/907 г. в Италии, в 1908 г. в Индии и Голландской Гвиане.

Крупнейшие в мире месторождения бокситов сосредоточены на юго-востоке Франции, в департаменте Вар, близ г. Бо. Фран­цузские бокситы считаются лучшими в мире. Бокситы депар­тамента Вар принадлежат к бемито-диаспоровому типу. Из других западноевропейских стран наиболее важными месторож­дениями бокситов располагают Венгрия, Югославия (в Далма­ции), Италия (на полуострове Истрия) и Греция. Англия, Швей­цария и Норвегия не имеют своих бокситов и импортируют их из других стран.

В США важнейшие месторождения находятся в штате Ар­канзас. Отличительной особенностью этих бокситов является принадлежность их к трехвидному гидраргиллитовому типу и низкое содержание железа.

На территории Южной Америки значительные месторожде­ния бокситов расположены в Британской и Голландской Гвианах. В 1916 г. были открыты залежи бокситов в Африке в районе Золотого Берега. Особенностью этих бокситов является содер­жание 1В них небольших количеств золота и серебра. В Индии месторождения бокситов находятся 1В малодоступных областях, и промышленное значение их пока невелико.

В табл.3 приведен химический состав бокситов наиболее известных месторождений различных стран.

Компоненты %	Франция (департамент Вар)	Венгрия	Югославия	Греция	Италия	США (штат Арканзас)	Голандская Гвиана	Британская Гвиана
Al2O3	57-62	57-62	48-54	56-59	54-58	57-60	60-61	59-60
SiO2	3-5	2-7	1-4	3-7	2-4	4-7	2-2,5	1,5-2
Fe2O3	18-26	12-20	20-24	16-21	22-26	2-7	2,5-3	5-6
TiO2	3-4	2,5-3,5	2,5-3,5	2-2,5	2-3	2,5-3,5	2,5-3	2-2,5
H2O	10-12	14-16	18-24	13-16	12-15	28-30	29-31	29-30

Главнейныие промышленные месторождения бокситов в на­шей стране сосредоточены в двух районах -Тихвинском районе Ленинградской области и на Урале.

Месторождений бокситов Тихвинского района открыты в 1916 г. Образование их относится к каменноугольному периоду. Тихвинские бокситы занимают узкую полосу шириной 6-12 км. Они залегают обычно в виде неправильных по форме гнезд (линз) и покрыты сверху песчаными и глинистыми породами ледникового происхождения. По внешнему виду тихвинские бокситы крайнее разнообразны: окрас их проходит через все оттенки - от белого до красного и фиолетового цветов; так же непостоянны их удельный вес и химический состав.

Химический состав тихвинских бокситов изменяется от та­ких пород, соотношение между содержанием глинозема и крем­незема в которых соответствует глинам и до таких руд, где количество глинозема доходит до 70% , а) содержание SіО2 па­дает до 2-2,5%. Количество химически связанной воды в глав­ной маcсе бокситов лежит в пределах 12-14%, но имеются и такие бокситы, которые содержат до 20% Н 2 0. Содержание TiO2 обычно не превышав 2,5-3,0%. Что же касется Fe2O3, то количество его варирует весьма сильно: от 3-5% в белых бокситах до 30% в сильно железистых (обычно порошковатых). В некоторых разностях тихвинских бокситов встречается СаО,а также соединения хрома, содержание которого доходит до 0,2%.

Примерный средний химический состав бокситов по всему Тихвинскому месторождению характеризуется следующими цифрами:

47,7% Al2O3; 17,2 Fe2O3; 13,2% SiO2; 2,6% TiO2; 3,9% СаО и 15,4% Н 2 0.

Гидрат окиси алюминия в них находится преимущественно в форме бемита (и в значительно меньшем количестве - в виде гидраргиллита. Помимо окислов железа и кремнезема, важней­шими примесями в тихвинских бокситах являются каолинит и кальцит. Окись титана присутствует в них в форме мелких кри­сталлов минерала рутила.

Повышенное содержание кремнезема в тихвинских бокситах снижает качество их мак алюминиевой руды.

Важнейшие уральские бокситовые месторождения сосредо­точены на Северном Урале в районе т. Серова, на Среднем Ура­ле в районе г. Каменска и на Южном Урале в Саткинском рай­оне Челябинской области и Малоязовском районе Башкирской республики.

На Северном Урале бокситы, открытые в 1931 г., включают ряд месторождений, наиболее разведаны из (Которых «Красная шапочка», Богословское и Ивдельское. Образование североуральских бокситов относится к палеозойскому времени. Они залегают среди известняков, и главная масса их представляет собой плотную породу бурокрасного цвета оолитовой структу­ры; реже встречается плитняковая разновидность бокситов, по внешнему виду напоминающая яшму.

Пластовый характер залежей и присутствие в них скелетов кораллов заставляют предполагать (акад. А. Д. Архангельский), что бокситы Северного Урала образовались путем химического осаждения гидратов из водных растворов солей на дно древ­него моря. Благодаря высокому содержанию Al2O3 и небольшому количеству примеси SiO2 эти бокситы могут быть приравнены к лучшим сортам французских бокситов. Особенно хорошим ка­чеством отличаются бокситы месторождения «Красная шапочка». В среднем химический состав бокситов этого месторожде­ния может быть охарактеризован следующими цифрами:

56% Al2O3; 25 Fe2O3; 3,5% SiO2; 2,2% TiO2 и 11% Н 2 0.

В минералогическом отношении бокситы Северного Урала представляют собой породу диаспорово-бемитового типа. Же­лезо присутствует в них преимущественно в виде безводного гематита Fe2O3; кремнезем находится частично в свободном состоянии в форме кварца и геля (опала), а частично к свя­занном виде, в форме шамуазита (3Н 2 0*3FeO*3Al2O3*2SiO2 наконец, титан - в виде кристаллов рутила, а также в форма геля.

По данным геолога Н. А. Архангельского минералогический состав бокситов месторождения «Красная шапочка» может быть представлен следующим образом (в %):

Бокситы месгорождения «Красная шапочка» залегают в ви­де наклонного пласта с углом падения 25-30°. Рудное тело состоит из плотных пород, требующих применения при добыче взрывных работ.

В районе Среднего Урала известно несколько месторожде­ний бокситов. Наиболее изучено Соколовское месторождение (Каменский район), обнаруженное и разведанное в 1932-1933 гг. Месторождение представляет собой пластообразную почти го­ризонтальную залежь боксита, прикрытую слоем наносов тол­щиной до 5 м. Образование соколовских бокситов относится к мезозойскому времени. В зависимости от содержания SiO2 соколовские бокситы могут быть разделены на две, важнейшие разновидности, более или менее тесно перемешанные в рудной толще: каменистый боксит, содержащий кремнезема до 3,7%, и землистый (рыхлый) боксит - до 9%. Средний химический состав соколовских бокситов представляется в следующем виде:

31,7% Al2O3; 38,3 Fe2O3; 5,8% SiO2; 4,5% TiO2; и 18, 19% Н 2 0.

Минералогический состав соколовских бокситов (по Н. А. Архангельскому) может быть охарактеризован, примерно таким образом (в %):

То, что глинозем в соколовских бокситах присутствует в фор­ме гидраргиллита, является их положительной чертой, так как последний более химически активен, нежели диаспор или бемит.

Это обстоятельство, как мы увидим ниже, облегчает задачу из­влечения глинозема из такого боксита. Однако сравнительно низкое содержание А1 2 0 3 и повышенное содержание в этих бокситах делают их менее ценными по сравнению с бок­ситами Северного Урала.

Месторождения бокситов на Южном Урале открыты в октя­бре 1935 г. Они представляют собой пластообразную залежь, простирающуюся среди известняков. Наиболее часто встреча­ются здесь бокситы краевые, плитняковые и глыбовые яшмовидные.

По своему минералогическому составу южноуральские бок­ситы относятся к бемитовому («Иванов лог») и диаспоровому («Кукшик») типу. Химический состав их более или менее од­нороден и характеризуется следующими цифрами:

53-57% А1 2 0 3 ; 18-23% Fе 2 0 3 ; 5-7% SiO 2 и 11-13% Н 2 0.

В верхнем слое пласта иногда встречаются разновидности бело­го боксита с содержанием А1 2 0з до 78 % и SiO 2 всего лишь 0,4%.

Южноуральские бокситовые месторождения должны быть отнесены к первосортной сырьевой базе нашей алюминиевой промышленности.

Похожие записи:

Бокситы являются важнейшим сырьем для производства глинозема.
Бокситом называется горная порода, состоящая главным образом из водных окисей алюминия, железа и небольших количеств окислов кремния, титана и некоторых других элементов, а также водных алюмосиликатов. Бокситы по своему происхождению делятся на две основные группы, остаточные и осадочные Остаточные бокситы образованы в процессе латеритного выветривания сиенитов, гранитов, диоритов, базальтов, долеритов, кристаллических сланцев, глин, а также при выщелачивании известняков.
Латеритизация - процесс выветривания алюмосиликатных пород в условиях выровненного рельефа, жаркого климата со сменой дождливых и засушливых периодов В этом процессе происходит разложение алюмосиликатов, вынос кремнекислоты, образование и накапливание свободных гидратов окисей алюминия и железа. Типичные латеритные бокситы на территории России неизвестны Большое распространение они имеют в тропической и субтропической зонах.
Осадочные бокситы образовались в прибрежно-морских лагунах, континентальных озерах и речных долинах за счет переносимых реками, а также грунтовыми водами растворов, суспензий и коллоидных соединений алюминия, железа, титана и многих других элементов.
Характерным для бокситов является скрытокристаллическое и часто аморфное состояние большинства минералов, входящих в их состав. Многие минеральные формы представлены затвердевшими простыми и комплексными гидрогелями. Цвет боксита колеблется от почти белого до темно-красного и черного. Бокситы имеют бобовую, оолитовую, сгустковую, мелкозернистую и поровую структуры. Бокситы разных структур часто встречаются в месторождениях на близком расстоянии друг от друга.
Кроме некоторых разновидностей, по внешнему виду, без специальных методов изучения (в шлифах, при помощи химических, дифференциально-термических, рентгеновских анализов), бокситы определить трудно. Твердость бокситов весьма различна и определяется их минералогическим составом и структурой. Бокситам присуща значительная пористость, иногда переходящая в кавернозность, что обусловливает их значительную влажность
В бокситах обнаружено 42 химических элемента, в том числе десять (О, Н, С, Al, Si, Ti, Ca, Mg, Fe и S) входят в состав бокситов в наибольших количествах и содержание каждого из них превышает 1%, пять элементов (Р, V, Cr, Na и К) входят в количестве до 1%, содержание остальных элементов не превышает 0,1% (Cu, Zn, Zr, Ca, Co, Mn, Ge, Sr, Be, Ba, U, Th).
Химический состав бокситов колеблется в широких пределах как в разных месторождениях, так и в пределах одного месторождения.
Минералогический состав бокситов очень сложный. В них установлено около 100 минералов. Однако породообразующее значение из них имеют, в зависимости от типа бокситов, следующие: диаспор, бемит, гидраргиллит или гиббсит, каолинит, хлориты, кальцит, сидерит, гематит, гетит, пирит.
Обычно бокситы в своем составе имеют два минерала окиси алюминия.
В зависимости от степени гидратизации окиси алюминия бокситы разделяются на:
1) маловодные - корундовые,
2) одноводные - диаспоровые и бемитовые,
3) трехводные - гидраргиллитовые или гиббситовые.
Размеры месторождений крайне различны и определяются размером бассейнов накопления, эродированностью района и, в меньшей мере, зависят от их генезиса. Максимальная известная длина месторождения по простиранию достигает 10 км и ширина 2 км. Наибольшую протяженность имеют покровы остаточных бокситов латеритного происхождения. Мощность залежей без раздувов и карманов обычно бывает порядка 5 м.
Мощность карманов в пластообразных месторождениях достигает 65 м, а в месторождениях, залегающих в известняках, - до 250 м. Запасы отдельных залежей всех типов обычно не превышают 20-25 млн. т. Строение залежей зависит от генезиса месторождения. Наиболее простое строение имеют осадочные месторождения лагунного происхождения, залегающие среди известняков. Как правило, они имеют ровный верхний контакт и крайне извилистый нижний Эти место рождения характеризуются устойчивым качеством по ширине, простиранию и мощности. Самыми сложными являются месторождения осадочные и смешанные, озерно-болотного происхождения. Они обычно представляют несколько пластов бокситов, перемежающихся с бокситовыми и обыкновенными глинами.
Для озерно-болотных и долинных месторождений характерна зональность их строения Залежи некоторых месторождений имеют форму линз чешуйчатого или концентрически-зонального строения (Тихвинский бассейн).
Промышленность предъявляет к бокситам как сырью для производства глинозема ряд требований. В России эти требования определяются государственным стандартом ГОСТ 972-50 (табл. 1).

2. Для боксита, предназначенного для производства глинозема, устанавливаются следующие пределы содержания серы: для боксита марок Б-1, Б-2, Б-7, Б-8 - не более 0,7%; для боксита марок Б-3, Б-5, Б-4 - не более 1,0%.
3. Боксит марок Б-1, Б-2, Б-7 и Б-8 выпускается в зависимости от содержания углекислоты, двух сортов: первый сорт - с содержанием углекислоты до 1,3%, второй сорт - с содержанием углекислоты свыше 1,3% от веса сухого боксита.
4. В боксите, предназначенном для производства глинозема способом спекания (марок Б-3, Б-4, Б-5), допускается пониженное содержание окиси алюминия за счет увеличения содержания углекислого кальция
5. В боксите, предназначенном для производства электрокорунда, устанавливается следующее содержание окиси кальция: для боксита марок БВ и В-О - не более 0,5%, для боксита марки Б-1 - не более 0,8%. Содержание серы не более 0,3%.
6. В боксите, предназначенном для мартеновского производства, содержание серы не должно превышать 0,2%, содержание фосфора 0,6% в расчете на P2O6.
7. В боксите, предназначенном для производства плавленых огнеупоров, содержание окиси кальция не должно превышать 1,5%, содержание серы 0,5%.
8. В боксите, предназначенном для производства глиноземистого цемента, содержание серы не должно превышать 0,5%.

Месторождения бокситов России

Бокситы на территории России впервые были обнаружены в 1916 г. (Тихвинское). В начале 30 х годов были открыты бокситы на Северном Урале. Затем последовал ряд находок бокситов в различных частях России.
В настоящее время можно говорить о следующих бокситоносных областях России:
1 Северо-Уральской- бокситы бемит-диаспорового типа, имеют средний состав 51,0-57,0% AbO3, 2,5-8,5% SiO2, 20,0-22,0% Fe2О3, 2,5-3,0% TiO2. Распространены пиритсодержащие разности, в которых серы содержится 6-8%.
2 Южно-Уральской - бокситы бемит-диаспорового типа, имеют средний состав: 48,0-60,0% Al2O3, 5,0-12,0% SiO2, 18,0-20,0% Fe2O3, 2,5-3,0% TiO2. Имеются пиритсодержащие разности.
3. Средне-Уральской - бокситы гидраргиллитового типа, имеют средний состав: 33,0-39,0% Al2O3, 6-8% SiO2, 15,0-20,0% Fe2O3, 3,0-4,0 TiO2. Имеются разности, содержащие Fe2O3 в виде сидерита.
4. Енисейской - бокситы гидраргиллитового типа, имеют средний состав. 32,0-46,0% Al2O2, 6,0-10,0% SiO2, 25-35% Fe2O3, 4,8-5,5% TiO2. Имеются разности, содержащие вместе с гидраргиллитом корунд.
5. Северо-Западной - бокситы гидраргиллит-бемитового типа, имеют средний состав 39,0-46,0% AbO3, 8-15% SiO2, 14,С-16,0% Fe2O3, 2,0-3,0% TiO2.
6. Северо-Казахстанской - бокситы гидраргиллитового типа, имеют средний состав, 40,0-50,0% Al2O3, 5,0-15,0% SiO2, 10,0-12,0% Fe2O3, 2,3-2,5% TiO2 Распространены разности, где основное количество железа находится в виде сидерита.
Кроме того, в России известны низкокачественные бокситы, не отвечающие требованиям ГОСТа:
1. Онежские - бокситы гидраргиллит-бемитового типа.
2. Саянские - бокситы бемит-диаспорового типа и др.

Месторождения бокситов зарубежных стран

США. Хотя эта страна занимает первое место по производству металлического алюминия, однако в основном американская глиноземная промышленность зависит от импорта. Например, в 1960 г. в США было ввезено боксита из: Суринама 3 317 240 т; Ямайки 4 257 040 т и Британской Гвианы 335280 т.
Бокситы в США были открыты в штате Джорджия в 1883 г Известны две бокситоносные области. Центральная часть штата Арканзас и штаты юго-востока - Джорджия, Алабама, Миссисипи, Теннеси и Виргиния.
Диаслоровые бокситы, не считающиеся в США глиноземным сырь ем, известны в Пенсильвании и Миссури.
Запасы бокситов (на 1950 г.) составляют: Арканзас - 39 млн. т, Алабама - 700 тыс. г, Джорджия - 1 млн г, Пенсильвания - 5 млн. т. В 1957 г. было добыто 1437000 т., из них 9/10 - из месторождений штата Арканзас. Средний состав арканзасских бокситов: 56-59% Al2O3, 5-8% SiO2, 2-6% Fe2O3, 29-31% п. п. п.
Канада - второй в мире по масштабу производства производитель алюминия Собственных месторождений не имеет. Бокситы импортирует из Британской Гвианы, Суринама и США, В 1956 г. в Канаду было ввезено 2 159 000 т бокситов.
Ямайка. Полоса месторождений протягивается здесь через весь остров с востока на запад Объем месторождений от нескольких тысяч тонн до многих миллионов тонн, в среднем 500 тыс т. Общие запасы - около 600 млн. т. Добыча в 1952 г. - 420 000 г, а в 1960 г. уже достигала 5 836 920 т Средний состав. 46-50% Al2O3, 0,4-3,5% SiO2, 17-23% Fe2O3. Боксит в основном экспортируется. На Ямайке имеются два глиноземных завода. Один в Кирхванне производительностью 550 000 т в год, и другой в области Сент-Катерина производительностью 250 000 т.
Британская Гвиана. Основные месторождения находятся вдоль р. Демерера, между Христианбургом и Акима, вдоль р. Эсскибо, вдоль р. Бербайс и ее притока р. Итуни. Значение месторождений очень различное. Запасы оцениваются в 65-100 млн. т. Эксплуатация началась в 1914 г В 1960 г. было добыто 2 510 730 т. Средний состав: 50-61% Al2O3, 3-12% SiO2, 1,0-2,5% Fe2O3. В районе г. Мекензи построен глиноземный завод производительностью 230 000 т в год.
Суринам. Бокситы открыты в 1915 г. Главнейшие месторождения расположены вдоль рек Коттика и Суринам. Крупнейшим месторождением является Моенгро. Бокситы представляют поверхностные отложения (покровы на вершинах низких холмов). Общие запасы определяются в 50-100 млн. т Состав: 55-57% Al2O3, 2-3% SiO2, 8-12% Fe2O3, 30-31% п п.п. Эксплуатация началась с 1922 г. Добыча в 1951 г. составляла 2 699 000 г, а в 1960 г. уже 3 454 400 т. Намечено строительство глиноземного и алюминиевого заводов.
Бразилия. Месторождения бокситов имеются во многих частях страны, но наиболее крупные находятся на плато Посос де Кальдос. Запасы оцениваются величиной около 200 млн. т.
В 1960 г. добыча составила всего 99 000 т. Состав боксита: 45-65% Al2O3, 2-20% SiO2, 0,3-10 % Fe2O3.
Гавайские острова. Месторождения бокситов известны на многих островах архипелага. Бокситы гидраргиллитового типа. Общие запасы оцениваются в 600 млн. г. Состав: 40-46% Al2O3, 2% SiO2, 35-40% Fe2O3.
Гана. Месторождения представляют полосу, тянущуюся параллельно берегу океана, в 100-150 км от него в глубь континента. Наиболее интересны четыре района: Нсисресо, Аффо (Сефви-Беквай), Енахин и горы Ейуанохоюа. Самыми крупными запасами обладает район Енахин - 168 млн. т, в Аффо имеется около 32,5 млн. г, в горах Ейуанахема - 4 млн. т. Состав- 51% Al2O3, 1-1,5% SiO2, 19% Fe2O3, 1,5% TiO2.
Боксит вывозится в Англию. В 1960 г. добыча составляла 191 008 т. Наличие больших ресурсов гидроэнергии позволяет организовать крупное производство алюминия. Начато строительство завода мощностью 210 000 т алюминия в год.
Гвинейская Республика. Месторождения бокситов известны в ряде мест республики, но добыча ведется только на острове Лoc. Бокситы гидраргиллитового типа. Состав: 51% Al2O3, 6% SiO2, 11% Fe2O3.
Возможные запасы оцениваются примерно в 1 млрд. т. Добыча в 1960 г составила 1 377 696 т, из которых 385 000 т было вывезено в Канаду
В 1960 г пущен глиноземный завод производительностью 480 000 т в год.
Индонезия. Бокситы известны на многих островах: Бинтан, Банка, Батам, Сингкап. Наиболее значительные находятся на о. Бинтан с за пасами 23 млн. г. Общие запасы бокситов - около 30 млн. т.
Состав бокситов: 53-55% Al2O3, 4% SiO2, 9-13% Fe2O3. Вся добываемая руда экспортируется. Запланировано строительство алюминиевого завода производительностью 10 000 т в год в Восточной Суматре.
Индия. Основные запасы сосредоточены в штатах: Бихар, Мадхча-Прадеш, Орисса, Мадрас, Бомбей, Джжами и Кашмир. Общие запасы превышают 250 млн. г, из которых высококачественных только 27 млн. т. Бокситы гидраргиллитового типа, кроме кашмирских, которые являются диаспоровьми.
Состав гидраргиллитовых бокситов: 56-68% Al2O3, 0,3-7,0% SiO2, 0,3-6,0% Fe2O3, 1-10% TiO2.
Состав диаспоровых бокситов: 79% Al2O3, ~1% SiO2, 2,1% Fe2O3.
Австралия. Месторождения бокситов открыты в 1952 г. в северной части континента и имеются в ряде других мест. Бокситы гидраргиллитового типа. Средний состав 46% Al2O3, 5-6% SiO2, Возможные запасы оцениваются более миллиарда тонн.
Франция. Бокситы открыты в 1821 г. Месторождения расположены в департаментах Вар, Буш-дю-Рон, Эро, Восточные Пиренеи и Ариеж и вытянуты приблизительно параллельно берегу Средиземного моря. Основные запасы находятся в департаменте Bap, который является главным производителем боксита, давая 6/7 всей добычи Франции. Достоверные запасы 20 млн. т, вероятные - 40 млн. т. Основной тип бокситов - бемитовый. Добываемые бокситы имеют состав. 51-58% Al2O3, 3,5-5,5% SiO2, 18-25% Fe2 O3.
Эксплуатация месторождений началась в 1873 г., добыча е 1960 г составляла более 2 038 096 т.
Италия. Месторождения в основном сосредоточены в центральной части Аппенинского полуострова. Выделяются три бокситоносные зоны: Абруцца, Кампания, горы Гаргано. Запасы оцениваются в 30 млн, т. В 1957 г. добыто 261000 т. Бокситы бемитового типа. Состав 43-53% Al2O3, 2-6 % SiO2.
Греция. Месторождения представляют прерывистую полосу, тянущуюся с северо-запада на юго-восток, от острова Аморгос в архипелаге Цоклиды до Фтиотид в горном хребте Пинд, пересекая Аттику, Беотию и Фосиды. Бокситы диаспор-бемитового типа. Состав: 56-59% Al2O3, 3-7% SiO2, 18,0% Fe2O3. Добыча в 1960 г. составляла 949 960 т Бокситы полностью вывозятся в ФРГ, Великобританию и России.
Югославия. Месторождения находятся в Истрии, Далмации, Боснии, Герцеговине и Черногории. Тип бокситов: далматинских - гидраргиллитовый; истринских, черногорских, герцеговинских - бемитовый. Разведанные запасы составляют около 130 млн т, возможные 270 млн. т. Средний состав: 59,7% Al2O3, 3,4% SiO2, 18,2 % Fe2O3. В 1960 г. было добыто 1 025 144 т боксита; значительная часть боксита вывозится в ФРГ и Италию.
Венгрия. Месторождения протягиваются полосой от южного конца озера Балатон до сел. Негра севернее Будапешта. Основная часть запасов находится в районе «Лес Баконь», где известно 15 месторождений, из которых Халимба - одно из крупнейших в Европе.
Бокситы гидраргиллит-бемитового типа Состав: 48-63% Al2O3, 2-14% SiO2, 20-30% Fe2O3. Для венгерских бокситов характерно повышенное содержание P2Os, V2O5 и Сr2Oз. Запасы оцениваются в 200-250 млн т.
Добыча концентрируется на месторождениях Гант и Искасент-Двердь, которые дают до 80% всей продукции бокситов Венгрии. В 1960 г. добыто более 1 150 000 т.
Румыния. Наиболее важные месторождения находятся в Трансильвании в горах Бихар. Размер отдельных месторождений небольшой Бокситы главным образом диаспорового типа. Состав: 49-71% Al2O3, 2-9% SiO2, 3-30% Fe2Oa. Общие запасы оцениваются в 40 млн т.
КНР. Месторождения бокситов находятся в пределах Корейско-Китайской платформы. Известны два генетических типа месторождений - осадочные и остаточные (латеритные), а также два минералогических типа - диаспоровый и гидраргиллитовый. Главнейшие из них находятся в провинциях Шандунь, Хэнань, Гуй-Чжоу. Состав бокситов 63-70% Al2O3, 20% SiO2, 1-5% Fe2O3. Запасы весьма значительны, но ввиду слабой изученности месторождений полностью не учтены. Большие масштабы имеют месторождения высокоглиноземистых диаспоровых сланцев.
Федеративная Республика Германии. Единственное месторождение бокситов, с запасами всего несколько сот тысяч тонн, находится в Гессене. Ежегодная добыча 7-8 тыс. т. Довольно мощная алюминиевая промышленность ФРГ зависит целиком от импорта, главным образом из Югославии, Франции, Италии В 1956 г. ФРГ ввезла 1 312 100 т бокситов.
Швейцария, Швеция, Норвегия. Собственных месторождений бокситов не имеют. Значительная алюминиевая промышленность этих стран базируется на импорте бокситов и глинозема.
Великобритания. В собственно Англии и Шотландии месторождений бокситов нет. Давно известны бокситы в Северной Ирландии (область Антрим). В настоящее время лучшие месторождения выработаны и масштабы добычи крайне небольшие. Эксплуатация в 1934 г. прекращалась совсем, но возобновилась в годы второй мировой войны.
Этими бокситами снабжается главным образом химическая промышленность. Тип бокситов гидраргиллитовый. Состав: 40-60% Al2O3, 3-7% SiO2, 1-20% Fe2O3, 17-28% п. п. п.
Для производства глинозема используется привозной боксит. В 1957 г импорт боксита составлял 360 тыс. т. Бокситы ввозятся в основном из Ганы.

← Вернуться