Боксит - формуласы, химиялық қасиеттері және қолданылуы

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 05:33

Сіз қандай да бір себептермен сумен модельдеуге қолайлы масса түзбеген ерекше «балшықты» кездестірдіңіз бе? Егер солай болса, онда сіз қолыңызда саз емес, боксит тас ұстағансыз. Оның формуласы нақты құрамды көрсете алмайды, өйткені оған әртүрлі заттар енуі мүмкін. Бірақ бірінші нәрсе. Құрамын, қасиеттерін және адам үшін маңызын егжей-тегжейлі зерттей отырып, бұл тасты барлық жағынан қарастырыңыз.

Танылу тарихы және ол неге осылай аталады

Кеннің аты ашылған жерімен бірдей. Құрамы өте әртүрлі, бірақ негізгі компоненттері алюминий оксидтерінің әртүрлі гидраттары, құрамында темір және кремний бар заттар болып табылады. Бокситтің химиялық формуласы бүкіл құрамын көрсетпейді, бірақ ол негізінен алюминий өнеркәсібінде шикізаттың негізгі көзі ретінде қолданылады. Құрамында алюминий бар заттардың мөлшері 40-60% немесе одан да көп болуы мүмкін.

Тығыз минерал әртүрлі реңктерде келеді: қызылдан жасылға дейін жәнесұр түстер. Бірақ мөлдір бокситті ешқашан кездестірмейсіз. Көбінесе – тығыз және қатты, кейде жер және борпылдақ зат түрінде кездеседі. Бұл жағдайда қолды ұстаған кезде іздер қолдарда қалады.

Мүмкін, 1821 жылы француз геологы Пьер Бертье жазғы демалыс кезінде ерекше олжа тауып алып, қарапайым болмай қалса, біз қазір бұл минералды бертит деп атар едік. Ол тапқан тас ерекше қасиеттері бар тастан жасалған.

Бертье бірнеше ондаған жылдар өтетінін білмеді және формуласы Al₂O₃xnH₂O шикізатқа айналады, онсыз алюминий өнеркәсібі мұндай қарқынды дамымас еді. Бірақ не болды, болды. Ал минерал Лес Бок де Прованс Прованс ауылының атын (французша Les Baux тілінде жазылған).

Жыныстың құрамын сол кездегі минералогтар бағалау үшін 30 жыл қажет болды, бірақ 50-ші жылдары боксит Париждің көрме орталығында бастапқыда «сазды күміс» деп аталды. Ол сазға қатты ұқсайды.

Композиция

Химиядағы боксит формуласы минералдың құрамын дәл көрсетуі үшін оның құрамына кіретін барлық заттарды ескеру қажет. Олардың көпшілігі бар, ең көп тарағандарын атап өтейік:

алюминий оксидтерінің гидраттары, сіз онымен бұрыннан таныссыз - Al₂O₃xnH_2O;
кен түзетін темір гидроксидтері, оксидтері және силикаттары;
кремний (кварц (SiO₂), опал (SiO₂ х nH₂ О)каолинит (Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈));
титан (рутил (ТіО₂) және т.б.);
карбонаттар (CaCO₃, MgCO₃ т.б.);
хром, цирконий, фосфор, натрий, калий, ванадий, галлий және басқа элементтердің қосылыстары;
пирит (FeS₂).

Кен бағаланады, ең алдымен құрамында алюминий тотығы бар, ал кремнезем аз болса, соғұрлым жақсы. Сапаны сипаттау үшін бокситтің кремний модулі деп аталатын, оны табу формуласы енгізілді: /SiO₂. Алынған мән кенді өңдеу әдістерінің қайсысы жақсы екенін көрсетеді.

Сипаттар

Айтылғандай, минералдың құрамы өте әртүрлі, бұл оның қасиеттеріне қатты әсер етеді. Бірақ кейбір физикалық қасиеттерді ажыратуға болады:

түстер - қызылдың барлық реңктерін (ашық қызғылттан қою қызылға дейін), жасыл (сұр-жасылдан шөптіге дейін) және сұр (ашық реңктер, оның ішінде ақтан қою сұрға дейін дерлік қара) таба аласыз;
күй де әртүрлі болуы мүмкін: олар тасты, кеуекті, борпылдақ, жер және саз тәрізді деп ажыратады;
тығыздығы темірі бар заттардың мөлшеріне тікелей байланысты және 1,8-3,2 г/см³;
қаттылық Mohs шкаласы бойынша максимум 6;
мөлдір.

Өнеркәсіп үшін ең маңызды бір химиялық қасиет бар - «ашу», яғни осы кеннен алюминий оксидтерін алу оңай ма.

Тамақ ішетін орындардепозиттер

Боксит не ашық карьерде, не жер астында өндіріледі. Негізгі кен қоры ылғалды және жылы жерлерде шоғырланған - бұл тропиктік және субтропиктік. Мұнда бокситтің ең жақсы кен орындары және әлемдік қордың 2/3 бөлігі берілген.

Ресей Федерациясы туралы айтатын болсақ, онда оның депозиттері тіпті өз қажеттіліктерін өтеуге де жетпейді. Бірақ әзірлемелер жүріп жатыр. Боксит кені Архангельск, Ленинград және Белгород облыстарында, Свердлов және Челябі облыстарында өндіріледі.

Алюминийге деген сұраныстың тұрақты өсуі өндірістің артуына әкеледі. Америка Құрама Штаттары бокситтің әлемдегі қоры 55-тен 75 миллиард тоннаға дейін екенін есептеді. Бұл тағы бір жүз жылға жетеді. Келесі не? Ғалымдар алюминийді өндірудің дәл сондай тиімді және арзан басқа жолдарын іздеуде.

Қайта өңдеу

Алюминий бұл кенді өндірудің басты себебі болып табылады. Оны алу процесі келесі кезеңдерден тұрады: глиноземді, содан кейін таза металды алу (электролиз арқылы). Өз кезегінде алюминий оксидін (глинозем формуласы) Байер әдісімен, агломерациямен немесе аралас әдіспен алуға болады.

Байер процесінің сұлбасы келесідей: жоғары ұсақталған боксит натрий алюминатын алу үшін натрий гидроксидімен өңделеді, содан кейін алюминий тотығы тұнбаға түседі. Содан кейін электролизді жүргізу ғана қалады - ал алюминий дайын.

Төмен сапалы кен агломерацияланады. Бұл процесс келесідей: ұсақталған тасты кальций карбонаты мен содамен араластырып, пешке салып, 1250 температурада агломерациялайды.°C. Содан кейін торт төмен концентрациялы натрий сілтімен өңделеді, алюминий гидроксиді сүзіледі және электролиз жүргізіледі.

Комбинациялау процесі бокситтен алынған алюминий тотығын Байер әдісімен алғашқы өңдеуден және одан кейін қалған шлемді агломерациялау арқылы өңдеуден тұрады.

Қолданба

Боксит, оның қасиеттері мен металлургиядағы қолданылуын зерттей отырып, енді сіз кеннің тағы қай жерде қолданылатынын біле аласыз. Химия өнеркәсібінде бояу өндірісінде, лактар құрамында толтырғыш ретінде. Сорбент ретінде оны мұнай өңдеу өнеркәсібі пайдаланады.

Қара металлургия тау жыныстарын балқыту арқылы алынған флюстарды пайдаланады. Ал электр пешінде бокситтен алынған, қаттылығы Мокс шкаласы бойынша 9 болатын электрокорунд абразивті материал ретінде пайдаланылады.

Бокситтің тағы бір құрамдас бөлігі, алюминий тотығы да қолданылады. Одан алюминий цемент өндіріледі - тіпті төмен температурада жоғары байланыстыратын қасиетке ие композиция, әсіресе Қиыр Солтүстіктегі тұрғын үй құрылысы үшін маңызды.

Егер біз қазір қарастырып отырған формуласы мен қолданылуы бокситтің құрамында аздаған темір болса, онда тау жынысы отқа төзімді материалдар өндірісінде қолданылады.

Бірақ литотерапевттер мен сиқыршылар үшін бокситтер қызық емес, өйткені тастың емдік те, сиқырлы да қасиеті жоқ.