Боксит - формула, химични свойства и приложения

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 05:17

Случвало ли ви се е да попадате на необичайна "глина", която по някаква причина не е образувала маса, подходяща за моделиране с вода? Ако е така, значи не сте държали глина в ръцете си, а бокситна скала. Формулата му не може да отразява точния състав, тъй като в него могат да влязат различни вещества. Но първо нещата. Разгледайте тази скала от всички ъгли, след като сте проучили подробно състава, свойствата и значението за хората.

История на откритията и защо се нарича така

Името на рудата е същото като мястото на нейното откриване. Съставът е много разнообразен, но основните компоненти са различни хидрати на алуминиеви оксиди, желязо-съдържащи и силиций-съдържащи вещества. Химическата формула на боксита не отразява целия състав, но се използва главно в алуминиевата индустрия като основен източник на суровини. Съдържанието на алуминий-съдържащи вещества може да бъде 40-60% или повече.

Плътният минерал се предлага в различни нюанси: от червено до зелено исиви цветове. Но никога няма да срещнете прозрачен боксит. По-често - плътна и твърда, понякога се среща под формата на земна и рохкава субстанция. В този случай, при докосване, следите ще останат по ръцете.

Може би сега бихме нарекли този минерал бертит, ако през 1821 г. френски геолог на име Пиер Бертие не се смири, когато намери необичайна находка по време на лятна ваканция. Скалата, която той открива, е направена от камък с необичайни свойства.

Бертие не знаеше, че ще минат няколко десетилетия, и бокситът, чиято формула е Al₂O₃xnH₂O, ще се превърне в суровината, без която алуминиевата индустрия не би се развивала с толкова бързи темпове. Но каквото се случи, стана. И минералът носи името на провансалското село Les Baux de Provence (написано на френски Les Baux).

Отне 30 години, за да бъде оценен съставът на скалата от тогавашните минералози, но през 50-те години бокситът заема своето място в парижкия изложбен център, първоначално наречен "глинено сребро". Много прилича на глина.

Състав

За да може формулата на боксита в химията да отразява точно състава на минерала, е необходимо да се вземат предвид всички вещества, които са включени в него. Има много от тях, нека назовем най-често срещаните:

• хидрати на алуминиеви оксиди, вече сте запознати с него - Al₂O₃xnH_2O;
• рудообразуващи железни хидроксиди, оксиди и силикати;
• силиций (кварц (SiO₂), опал (SiO₂ х nH₂ о)каолинит (Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈));
• титан (рутил (ТіО₂) и други);
• карбонати (CaCO₃, MgCO₃ и др.);
• съединения на хром, цирконий, фосфор, натрий, калий, ванадий, галий и други елементи;
• пирит (FeS₂).

Оценява се рудата, предимно съдържаща алуминиев оксид и колкото по-малко силициев диоксид, толкова по-добре. За да се характеризира качеството, беше въведен така нареченият силициев модул от боксит, формулата за намирането му: /SiO₂. Получената стойност показва кой от методите е по-добър за обработка на рудата.

Свойства

Както вече споменахме, съставът на минерала е много разнообразен, което силно се отразява на неговите свойства. Но някои физически свойства могат да бъдат разграничени:

• цветове - можете да намерите всички нюанси на червено (от светло розово до тъмно червено), зелено (от сиво-зелено до тревисто) и сиво (от светли тонове, включително бяло до тъмно сиво почти черно);
• състоянието също може да бъде различно: разграничават каменисти, порести, рохкави, земни и подобни на глина;
• плътността зависи пряко от количеството желязо-съдържащи вещества и варира от 1,8 до 3,2 g/cm³;
• твърдостта е максимум 6 по скалата на Моос;
• непрозрачен.

За индустрията има една химическа характеристика, която е най-важна - "отваряне", което означава дали е достатъчно лесно да се извличат алуминиеви оксиди от тази руда.

Места за храненедепозити

Бокситът се добива или в открит рудник, или под земята. Основните рудни запаси са съсредоточени там, където е влажно и топло - това са тропиците и субтропиците. Ето най-добрите залежи на боксит и 2/3 от световните запаси.

Ако говорим за Руската федерация, тогава нейните депозити не са достатъчни дори за задоволяване на собствените им нужди. Но разработките са в ход. Бокситната руда се добива в Архангелска, Ленинградска и Белгородска области, Свердловска и Челябинска области.

Постоянното нарастване на търсенето на алуминий води до увеличаване на производството. Съединените щати са изчислили, че световните запаси от боксит варират от 55 до 75 милиарда тона. Това ще бъде достатъчно за още сто години. Какво следва? Учените се опитват да намерят други начини за добиване на алуминий, които са също толкова ефективни и евтини.

Рециклиране

Алуминият е основната причина за добив на тази руда. Процесът на неговото извличане се състои от следните етапи: получаване на алуминиев триоксид, след това чист метал (чрез електролиза). От своя страна алуминиевият оксид (формула на алуминиев триоксид) може да се получи по метода на Байер, синтероване или комбиниран метод.

Процесната схема на Байер е както следва: силно натрошен боксит се обработва с натриев хидроксид, за да се получи натриев алуминат, от който след това се утаява алуминиев триоксид. След това остава само да се извърши електролиза - и алуминият е готов.

Синтерирана е руда с ниско качество. Този процес е както следва: натрошената скала се смесва с калциев карбонат и сода, поставя се в пещ и се синтерова при 1250°C. След това тортата се обработва с натриева основа с ниска концентрация, алуминиевият хидроксид се филтрира и се извършва електролиза.

Комбинационният процес се състои от първична обработка на алуминиев оксид от боксит по метода на Bayer и последваща обработка на останалия шлем чрез синтероване.

Заявление

След като проучихме боксита, неговите свойства и приложение в металургията, сега можете да разберете къде другаде се използва рудата. В химическата промишленост при производството на бои, като пълнител в състава на лакове. Като сорбент се използва от нефтопреработващата промишленост.

Черната металургия използва флюси, получени чрез топене на скали. И получен в електрическа пещ от боксит, електрокорундът, който има твърдост 9 по скалата на Моос, се използва като абразивен материал.

Друг компонент на боксита, алуминиев оксид, също се използва. От него се произвежда алуминиев цимент - състав, който има високи свързващи свойства дори при ниски температури, което е особено важно за жилищното строителство в Далечния север.

Ако бокситът, чиято формула и приложение сега разглеждаме, съдържа малко количество желязо, тогава скалата се използва за производството на огнеупорни материали.

Но за литотерапевтите и магьосниците бокситите не представляват интерес, тъй като скалата няма нито лечебни, нито магически свойства.

Понякога само бижутерите могат да се забавляват, като създадат някакъв вид дрънкулка или сувенир от руда, например, полират го под формата на топка - и нататъкстойка.

Изглежда впечатляващо и оригинално.