แร่อะลูมิเนียม: แร่หลักของอะลูมิเนียม

เนื้อหา

• อะลูมิเนียมคืออะไร
• องค์ประกอบ Bauxites คืออะไร
• สมบัติทางกายภาพของอะลูมิเนียม
• อะลูมิเนียมที่ใช้สำหรับการผลิตอลูมิเนียม
• การใช้แร่อะลูมิเนียมเป็นสารกัดกร่อน
• การใช้อะลูมิเนียมเป็นโพรเพนท์
• สารทดแทนสำหรับอะลูมิเนียม
• เมือง Bauxite

แร่อะลูมิเนียม จากลิตเติลร็อครัฐอาร์คันซอจัดแสดงนิสัยพิโซลิกและการย้อมสีเหล็กสีแดง ชิ้นงานทดสอบยาวประมาณ 4 นิ้ว (10 เซนติเมตร)

อะลูมิเนียมคืออะไร

หลายคนแปลกใจที่รู้ว่าแร่บอกไซต์ไม่ใช่แร่ธาตุ มันเป็นหินที่ประกอบด้วยแร่อลูมิเนียมเป็นส่วนประกอบหลัก มันเกิดขึ้นเมื่อดินลูกรังถูกชะล้างอย่างรุนแรงจากซิลิกาและวัสดุที่ละลายน้ำอื่น ๆ ในสภาพภูมิอากาศเขตร้อนหรือกึ่งเขตร้อนชื้น

อะลูมิเนียมเป็นแร่หลักของอะลูมิเนียม อลูมิเนียมเกือบทั้งหมดที่เคยผลิตได้ถูกสกัดจากแร่อะลูมิเนียม สหรัฐอเมริกามีแร่บอกไซต์เล็ก ๆ น้อย ๆ แต่อย่างน้อย 99% ของแร่บอกไซต์ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาถูกนำเข้า สหรัฐอเมริกายังเป็นผู้นำเข้ารายใหญ่ของโลหะอลูมิเนียม

องค์ประกอบ Bauxites คืออะไร

แร่อะลูมิเนียมไม่มีองค์ประกอบเฉพาะ มันเป็นส่วนผสมของอลูมิเนียมออกไซด์ hydrous, อลูมิเนียมไฮดรอกไซด์, แร่ดินเหนียวและวัสดุที่ไม่ละลายน้ำเช่นควอตซ์, ออกไซด์, แม่เหล็ก, ไซเดอไรต์และ goethite แร่อลูมิเนียมในอะลูมิเนียมสามารถรวม: gibbsite Al (OH)₃, boehmite AlO (OH) และ diaspore, AlO (OH)

สมบัติทางกายภาพของอะลูมิเนียม

โดยทั่วไปแล้วอะลูมิเนียมเป็นวัสดุอ่อนนุ่มที่มีความแข็งเพียง 1 ถึง 3 ในระดับ Mohs มันเป็นสีขาวถึงสีเทาถึงสีน้ำตาลแดงที่มีโครงสร้าง pisolitic ความมันวาวของดินและความถ่วงจำเพาะต่ำระหว่าง 2.0 และ 2.5 คุณสมบัติเหล่านี้มีประโยชน์สำหรับการระบุบอกไซต์ อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับคุณค่าหรือประโยชน์ของแร่บอกไซต์ นี่เป็นเพราะบอกไซต์ถูกประมวลผลเกือบตลอดเวลาเป็นวัสดุอื่นที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างจากแร่บอกไซต์

Pisolites ในบอกไซต์ ภาพระยะใกล้ของชิ้นงานบอกไซต์ในรูปภาพที่ด้านบนของหน้า ภาพนี้แสดงรายละเอียดของโพโซไลท์

อะลูมิเนียมที่ใช้สำหรับการผลิตอลูมิเนียม

อะลูมิเนียมเป็นแร่หลักของอะลูมิเนียม ขั้นตอนแรกในการผลิตอลูมิเนียมคือการบดแร่บอกไซต์และทำให้บริสุทธิ์โดยใช้กระบวนการไบเออร์ ในกระบวนการไบเออร์อะลูมิเนียมจะถูกชะล้างในสารละลายร้อนของโซเดียมไฮดรอกไซด์ซึ่งชะล้างอลูมิเนียมจากอะลูมิเนียม อลูมิเนียมตกตะกอนจากสารละลายในรูปของอลูมิเนียมไฮดรอกไซด์, Al (OH)₃. จากนั้นไฮดรอกไซด์ของอลูมิเนียมจะถูกเผาจนกลายเป็นอลูมินา₂O₃.

อลูมิเนียมถูกหลอมจากอลูมินาโดยใช้กระบวนการ Hall-Heroult ในกระบวนการฮอลล์ - เฮอร์รูมอลูมินาจะถูกละลายในอ่างละลายของไครโอไลท์ (นา₃Alf₆) อลูมิเนียมหลอมเหลวจะถูกลบออกจากการแก้ปัญหาด้วยกระแสไฟฟ้า กระบวนการนี้ใช้ไฟฟ้าปริมาณมหาศาล อลูมิเนียมมักจะผลิตที่ค่าไฟฟ้าต่ำมาก อลูมิเนียมส่วนใหญ่ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกานั้นผลิตในแคนาดาโดยใช้พลังงานน้ำ

อะลูมิเนียมที่มี pisolites: Bauxite จาก Demerara, กายอานา ตัวอย่างของแร่อะลูมิเนียมบางชนิดไม่มีโครงสร้าง pisolitic ชิ้นงานทดสอบยาวประมาณ 4 นิ้ว (10 เซนติเมตร)

การใช้แร่อะลูมิเนียมเป็นสารกัดกร่อน

อลูมินาที่ผ่านการคำนวณเป็นคอรันดัมสังเคราะห์ซึ่งเป็นวัสดุที่แข็งมาก (9 ใน Mohs Hardness Scale) อลูมินาที่ผ่านการบดจะถูกบดแยกขนาดและใช้เป็นสารกัดกร่อน กระดาษทรายอลูมิเนียมออกไซด์ผงขัดและสารแขวนลอยขัดทำจากอลูมินาที่ผ่านการเผา

อะลูมิเนียมเผามักใช้เป็นสารกัดกร่อนทราย มันถูกผลิตโดยการบดแร่บอกไซต์เป็นผงและจากนั้นหลอมรวมเป็นเม็ดทรงกลมที่อุณหภูมิสูงมาก ลูกปัดเหล่านี้แข็งและทนทานมาก ลูกปัดจะถูกจัดเรียงตามขนาดสำหรับใช้ในอุปกรณ์พ่นทรายชนิดต่าง ๆ และสำหรับงานพ่นทรายต่าง ๆ รูปทรงกลมของพวกเขาลดการสึกหรอบนอุปกรณ์ส่งมอบ

ชุดหินและแร่ธาตุ: รับชุดหินแร่ธาตุหรือฟอสซิลเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุของโลก วิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้เกี่ยวกับหินคือการมีตัวอย่างสำหรับการทดสอบและการตรวจสอบ

การใช้อะลูมิเนียมเป็นโพรเพนท์

เผาไซต์บอกไซต์ยังใช้เป็น proppant แหล่งน้ำมัน ในการขุดเจาะน้ำมันและก๊าซธรรมชาติหินอ่างเก็บน้ำมักจะร้าวด้วยการสูบของเหลวเข้าไปในบ่อภายใต้แรงกดดันที่สูงมาก แรงกดดันสร้างขึ้นในระดับที่สูงมากซึ่งเป็นสาเหตุให้หินอ่างเก็บน้ำแตกหัก เมื่อเกิดการพร่าพเกิดขึ้นน้ำและอนุภาคแขวนลอยที่เรียกว่า "proppants" จะพุ่งเข้าสู่รอยแตกและดันเปิดออก เมื่อปั๊มถูกปิดการแตกหักจะปิดและดักจับอนุภาคของโพรเพนท์ในอ่างเก็บน้ำ หากมีจำนวนอนุภาคที่ทนทานต่อการบดขยี้เหลืออยู่ในอ่างเก็บน้ำการแตกหักจะถูก "เปิด" เพื่อให้น้ำมันหรือก๊าซธรรมชาติไหลออกมาจากหินและเข้าสู่บ่อน้ำ กระบวนการนี้เรียกว่าพร่าพรายไฮดรอลิก

แร่อะลูมิเนียมผงสามารถหลอมละลายเป็นเม็ดเล็ก ๆ ที่อุณหภูมิสูงมาก ลูกปัดเหล่านี้มีความต้านทานต่อการแตกหักสูงมากและทำให้เหมาะกับการใช้งาน สามารถผลิตได้ในเกือบทุกขนาดและในช่วงของแรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจง แรงโน้มถ่วงที่เฉพาะเจาะจงของเม็ดบีดและขนาดสามารถจับคู่กับความหนืดของของเหลวไฮดรอลิกพร่าพรายและขนาดของการแตกหักที่คาดว่าจะพัฒนาในหิน โพรเพนท์ที่ผลิตขึ้นมานั้นมีขนาดเกรนและแรงโน้มถ่วงเฉพาะให้เลือกมากมายเมื่อเทียบกับโพรเพนท์ธรรมชาติที่รู้จักกันในชื่อ

สารทดแทนสำหรับอะลูมิเนียม

ทรัพยากรบอกไซต์ของโลกนั้นเพียงพอสำหรับการผลิตหลายทศวรรษในอัตราปัจจุบัน วัสดุอื่น ๆ สามารถนำมาใช้แทนแร่บอกไซต์สำหรับการผลิตอะลูมินา แร่ดินเหนียวอะลูไนต์แอนอร์ทโพสิทเถ้าของโรงไฟฟ้าและหินน้ำมันสามารถนำมาผลิตอะลูมินาได้ แต่มีต้นทุนสูงกว่าโดยใช้กระบวนการที่แตกต่างกัน บางครั้งใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์และคอรันดัมสังเคราะห์แทนการใช้แร่บอกไซต์ มัลไลท์สังเคราะห์และแมกนีเซียมออกไซด์ที่ทำจากแมกเนไซท์บางครั้งใช้แทนวัสดุทนไฟที่บอกไซต์

เมือง Bauxite

แร่อะลูมิเนียมมีอยู่มากมายในหลายพื้นที่ทั่วโลก ในปี 2560 ประเทศผู้ผลิตอะลูมิเนียมสิบอันดับแรก ได้แก่ ออสเตรเลียจีนบราซิลอินเดียกินีจาเมการัสเซียและคาซัคสถาน แต่ละประเทศเหล่านี้มีปริมาณสำรองเพียงพอสำหรับการผลิตอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปี บางแห่งมีการสำรองมานานกว่า 100 ปีของการผลิต

สหรัฐอเมริกามีแร่บอกไซต์เล็กน้อยในรัฐอาร์คันซอแอละแบมาและจอร์เจีย อย่างไรก็ตามมีการขุดแร่บอกไซต์ในสหรัฐอเมริกาน้อยมากและมีการนำเข้าอย่างน้อย 99%