Kakav se metal dobija iz rude aluminijuma. Boksit. Od rudarstva do dobivanja metala. Vodeće zemlje u vađenju aluminijuma. Kako nastaje ruda boksita aluminijuma

I neki drugi elementi. Međutim, nisu svi ovi elementi trenutno izdvojeni iz rude aluminijuma i koriste se za potrebe nacionalne ekonomije.

Najpotpunije se koristi apatit-nefelinska stijena iz koje se dobijaju gnojiva, glinica, soda, kalija i neki drugi proizvodi; odlagališta gotovo da nema.

Kada se boksit prerađuje Bayerovom metodom ili sinterovanjem na smetlištu, još uvijek ima puno crvenog blata, čija racionalna upotreba zaslužuje veliku pažnju.

Ranije je rečeno da je za dobivanje 1 tone aluminijuma potrebno potrošiti puno električne energije, što čini petinu troškova aluminija. Tabela 55 prikazuje proračun cijene 1 tone aluminija. Iz podataka danih u tabeli proizlazi da su najvažnije komponente troškova sirovine i osnovni materijali, a glinica čini gotovo polovinu svih troškova. Shodno tome, smanjenje troškova aluminijuma trebalo bi prvenstveno ići u smjeru smanjenja troškova proizvodnje glinice.

Teoretski, na 1 tonu aluminijuma treba potrošiti 1,89 tona glinice. Prekoračenje ove vrijednosti pri stvarnom protoku rezultat je gubitaka uglavnom prskanjem. Ovi se gubici mogu smanjiti za 0,5-0,6% automatizacijom punjenja glinice u kupke. Smanjen trošakaluminijev oksid se može postići smanjenjem gubitaka u svim fazama njegove proizvodnje, posebno u otpadnom mulju, tokom transporta aluminatnih rastvora i, kao i tokom kalcinacije glinice; uštedom ostvarenom boljim iskorištavanjem otpadne pare (iz samoisparavača) i potpunim iskorištavanjem otpadne toplote. To je posebno važno za postupak autoklava, gdje su troškovi pare značajni.

Uvođenje kontinuiranog ispiranja i predenja; Napredne rafinerije glinice omogućile su automatizaciju mnogih operacija, što je pomoglo smanjenju potrošnje pare i električne energije, povećanju produktivnosti rada i smanjenju troškova aluminijuma. Međutim, u ovom smjeru se može učiniti mnogo više. Bez odustajanja od daljnjih potraga za visokokvalitetnim boksitima, čiji će prijelaz drastično smanjiti troškove glinice, potrebno je potražiti načine za sveobuhvatnu upotrebu željeznog boksita i crvenog blata u crnoj metalurgiji. Složena upotreba apatit-nefelinskih stijena može poslužiti kao primjer.

Trošak fluoridnih soli iznosi 8%. Mogu se smanjiti pažljivim uklanjanjem plinova iz elektrolitskih kupki hvatanjem fluoridnih spojeva iz njih. Anodni plinovi isisani iz kupke sadrže do 40mg / m3 fluora, oko 100mg / m3 smole i 90mg / m3 prašine (AlF 3 , Al 2 O 3, Na 3 AlF 6). Ovi gasovi se ne smiju ispuštati u atmosferu,budući da sadrže vrijedne, uz to su i otrovne. Moraju se očistiti od dragocjene prašine, kao i neutralizirati kako bi se izbjeglo trovanje atmosfere radionice i područja uz postrojenje. U svrhu pročišćavanja, plinovi se ispiraju slabim rastvorima sode u čistačima plina u tornjevima (pročišćivači).

Savršenom organizacijom procesa čišćenja i dekontaminacije postaje moguće vratiti u proizvodnju dio fluoridnih soli (do 50%) i tako smanjiti troškove aluminija za 3-5%.

Značajno smanjenje troškova aluminijuma može se postići upotrebom jeftinijih izvora električne energije i brzim raširenim uvođenjem ekonomičnijih poluprovodničkih pretvarača struje (posebno silicijumskih), kao i smanjenjem potrošnje električne energije direktno na. Potonje se može postići projektiranjem naprednijih kade s manjim gubicima napona u svim ili u njihovim pojedinačnim elementima, kao i odabirom više elektrolita (otpor kriolita je previsok i ogromna količina električne energije pretvara se u višak toplote, što se još ne može racionalno koristiti). I nije slučajno da kupke s pečenim anodama počinju nalaziti sve više i više primjene, jer je potrošnja energije ovih kupki mnogo manja.

Osoblje za održavanje elektroliznih radionica igra važnu ulogu u smanjenju potrošnje energije. Održavanje normalne udaljenosti od pola do pola, održavanje čistoće električnih kontakata na raznim mjestima kupke, smanjenje broja i trajanja efekata anode, održavanje normalne temperature elektrolita i pažljivo praćenje sastava elektrolita omogućuju značajno smanjenje potrošnje energije.

Napredne brigade elektroliznih radnji u pogonima aluminijuma, proučivši teorijske osnove procesa i karakteristike kupki kojima služe, pažljivo promatrajući napredak procesa, imaju priliku da svojim izvrsnim kvalitetom povećaju količinu metala po jedinici utrošene električne energije i, prema tome, povećaju efikasnost proizvodnje aluminijuma.

Najvažniji faktor smanjenja troškova i povećanja produktivnosti rada je mehanizacija radno intenzivnih procesa u elektrolizama u pogonima aluminijuma. U ovom području su postignuti značajni uspjesi u domaćim pogonima aluminijuma tokom proteklih decenija: mehanizovano vađenje aluminijuma iz kupki; uvedeni su efikasni i prikladni mehanizmi za probijanje kore elektrolita i izvlačenje i zabijanje zatiča. Međutim, to je neophodno i mogućeu većoj mjeri mehanizirati i automatizirati procese u topionicama aluminijuma. To je olakšano daljim povećanjem kapaciteta elektrolizera, prelaskom iz periodičnih u kontinuirane procese.

IN poslednjih godina složena upotreba ruda aluminijuma poboljšala se zbog činjenice da su neke topionice aluminijuma počele vaditi vanadijum i metalne galijeve okside iz otpada.

Otkriven je 1875. godine spektralnom metodom. Četiri godine ranije, D.I. Mendeleev je s velikom preciznošću predvidio njegova osnovna svojstva (nazivajući ih eka-aluminijum). ima srebrno bijelu boju i nisku tačku topljenja (+ 30 ° C). Mali komad galijuma možete otopiti na dlanu. Uz to, tačka ključanja galija je prilično visoka (2230 ° C), pa se koristi za termometre visoke temperature. Takvi termometri s kvarcnim cijevima primjenjivi su do 1300 ° C. Galij je u tvrdoći blizu olova. Gustina čvrstog galija 5,9 g / cm 3, tečnosti 6,09 g / cm 3.

Galij je raštrkan u prirodi, bogati su im nepoznati. Nalazi se u stotinama i hiljaditim postocima u rudama aluminijuma, mješavinama cinka i pepelu nekih ugljena. Smole u plinskim postrojenjima ponekad sadrže do 0,75% galijuma.

Što se tiče toksičnosti, galij je znatno superiorniji i stoga bi sav rad na njegovoj ekstrakciji trebao biti obavljen pažljivom higijenom.

U suhom zraku na uobičajenim temperaturama, galij teško oksidira: zagrijavanjem se snažno kombinira s kisikom, stvarajući bijeli oksid Ga 2 O 3. Uz ovaj galijum oksid, pod određenim uslovima nastaje i drugi galijum oksid (GaO i Ga20). Galijum hidroksid Ga (OH) 3 je amfoteričan i zato je lako topiv u kiselinama i lužinama, s kojima tvori galate, slične po svojstvima aluminatima. S tim u vezi, prilikom dobivanja glinice iz ruda aluminijuma, galij zajedno s aluminijumom prelazi u otopine i zatim ga prati u svim narednim operacijama. Izvjesna povećana koncentracija galija uočena je u leguri anoda tijekom elektrolitičkog rafiniranja aluminija, u cirkulirajućim aluminatnim otopinama tijekom proizvodnje glinice Bayerovim postupkom i u matičnim tekućinama preostalim nakon nepotpune karbonizacije otopina aluminatnih otopina.

Stoga je, bez kršenja sheme preraspodjele, u glinici i u rafinerijama topionica aluminijuma moguće organizirati vađenje galija. Reciklirani aluminatni rastvori za ekstrakciju galija mogu se periodično karbonizirati u dva koraka. U početku se polaganom karbonizacijom taloži oko 90% aluminijuma i otopina se filtrira, a zatim se ponovo karbonizira kako bi se istaložio u obliku galijevih hidroksida i ostao u otopini. Ovako dobijeni talog može sadržavati do 1,0% Ga 2 O 3.

Značajan dio aluminija može se istaložiti iz aluminatne matične tekućine u obliku fluoridnih soli. Za to se fluorovodonična kiselina dodaje u rastvor aluminata koji sadrži galijum. Na pH<2,5 из раствора осаждается значительная часть алюминия в виде фторида и криолита (Na 3 AlF 6). Галлий и часть алюминия остаются в растворе.

Kada se kisela otopina neutralizira sodom do pH \u003d 6, galij se istaloži.

Dalje odvajanje aluminijuma od galijuma može bitititriranje obrađivanjem taloga aluminijum-galijum-hidrata u autoklavu krečnim mlekom koje sadrži malu količinu natrijum-hidroksida; u ovom slučaju galij prelazi u otopinu,a glavnina aluminijuma ostaje u sedimentu. Tada se iz rastvora taloži galij sa ugljen-dioksidom. Rezultirajući talog sadrži do 25% Ga 2 O 3. Talog se otopi u kaustičnoj soda u kaustičnom omjeru 1,7 i tretira Na2S za uklanjanje teških metala, posebno olova. Pročišćeni i bistri rastvor je podvrgnut elektrolizi na 60-75 ° C, naponu 3-5 V i stalnom miješanju elektrolita. Katode i anode moraju biti izrađene od nehrđajućeg čelika.

Postoje i druge poznate metode za koncentraciju galijum oksida iz aluminatnih otopina. Dakle, od legure anode koja sadrži 0,1-0,3% galijuma, a koja ostaje nakon elektrolitičkog rafiniranja aluminija troslojnom metodom, potonji se može izolirati obradom legure vrućom otopinom alkalije. U ovom slučaju, galij također prelazi u otopinu i ostaje u sedimentu.

Da bi se dobili čisti galijumovi spojevi, koristi se sposobnost galijum-klorida da se otopi u etru.

Ako je prisutna u aluminijskim rudama, ona će se neprestano akumulirati u aluminatnim rastvorima i, sa sadržajem većim od 0,5 g / l V 2 O 5, taložiti aluminijumskim hidratom tokom karbonizacije i kontaminirati aluminijum. Da bi se uklonio vanadij, matične tekućine se ispare do gustoće od 1,33 g / cm3 i ohlade na 30 ° C, dok mulj koji sadrži više od 5% V 2 O 5 ispada zajedno sa sodom i drugim alkalnim jedinjenjima fosfora i arsena, od kojih prvo se može izolirati složenim hidrohemijskim tretmanom, a zatim elektrolizom vodene otopine.

Topljenje aluminijuma zbog velikog toplotnog kapaciteta i latentne topline topljenja (392 J / g) zahtijeva veliku potrošnju energije. Stoga, iskustvo postrojenja za elektrolizu, koje su počele dobivati \u200b\u200btrake i žičanu šipku direktno od tečnog aluminijuma (bez lijevanja u ingote), zaslužuje širenje. Pored toga, veliki ekonomski efekat može se postići proizvodnjom različitih legura za masovnu potrošnju od tečnog aluminijuma u livnicama postrojenja za elektrolizu, i

Galij povijest otkrića elementa O elementu s atomskim brojem 31, većina čitatelja sjeća se samo da je to jedan od tri elementa, ...

U modernoj industriji ruda aluminija je najtraženija sirovina. Brzi razvoj nauke i tehnologije proširio je opseg njene primene. Šta je ruda aluminijuma i gdje se kopa - opisano u ovom članku.

Industrijska vrijednost aluminijuma

Aluminij se smatra najčešćim metalom. Po broju naslaga u zemljinoj kori zauzima treće mjesto. Aluminijum je takođe svima poznat kao element u periodnom sistemu, koji pripada lakim metalima.

Ruda aluminijuma je prirodna sirovina iz koje se dobija, uglavnom se kopa od boksita, koji u svojoj količini sadrži aluminijum-okside (glinicu) - od 28 do 80%. Ostale stene - alunit, nefelin i nefelin-apatit takođe se koriste kao sirovine za proizvodnju aluminijuma, ali su lošijeg kvaliteta i sadrže znatno manje glinice.

U obojenoj metalurgiji aluminijum zauzima prvo mjesto. Činjenica je da se zbog svojih karakteristika koristi u mnogim industrijama. Dakle, ovaj metal se koristi u transportnom inženjerstvu, proizvodnji ambalaže, građevinarstvu za proizvodnju raznih proizvoda široke potrošnje. Takođe, aluminijum se široko koristi u elektrotehnici.

Da bismo razumjeli važnost aluminija za čovječanstvo, dovoljno je pažljivije pogledati kućanske predmete koje svakodnevno koristimo. Mnogi predmeti za domaćinstvo izrađeni su od aluminija: to su dijelovi za električne uređaje (hladnjak, perilica rublja, itd.), Posuđe, sportska oprema, suveniri, elementi interijera. Aluminij se često koristi za proizvodnju različitih vrsta kontejnera i ambalaže. Na primjer, limenke ili spremnici za jednokratnu foliju.

Vrste ruda aluminijuma

Aluminij se nalazi u preko 250 minerala. Od njih su najvredniji za industriju boksit, nefelin i alunit. Zadržimo se na njima detaljnije.

Ruda boksita

U prirodi nema čistog aluminijuma. Uglavnom se dobija od rude aluminijuma - boksita. To je mineral koji se uglavnom sastoji od hidroksida aluminijuma, kao i oksida gvožđa i silicijuma. Zbog visokog sadržaja glinice (od 40 do 60%), boksit se koristi kao sirovina za proizvodnju aluminijuma.

Fizička svojstva rude aluminijuma:

• neprozirni mineral crvene i sive boje u raznim nijansama;
• tvrdoća najjačih uzoraka je 6 na mineraloškoj skali;
• gustina boksita, ovisno o hemijskom sastavu, kreće se od 2900 do 3500 kg / m³.

Ležišta rude boksita koncentrirana su u ekvatorijalnoj i tropskoj zoni zemlje. Drevnija nalazišta nalaze se u Rusiji.

Kako nastaje ruda boksita aluminijuma

Boksiti nastaju od monohidrata glinice, bemita i dijaspore, trihidrata hidrata - hidragilita i pratećih minerala, hidroksida i gvožđe oksida.

Tri grupe ruda boksita razlikuju se ovisno o sastavu elemenata koji oblikuju prirodu:

1. Monohidratni boksit - sadrži glinicu u monohidratnom obliku.
2. Trihidrat - Ovi minerali se sastoje od glinice u obliku trihidrata.
3. Mješovite - Ova grupa uključuje u kombinaciji prethodne rude aluminijuma.

Naslage sirovina nastaju kao posljedica vremenskih utjecaja kiselih, alkalnih, a ponekad i osnovnih stijena ili kao rezultat postupnog taloženja velike količine glinice na moru i dnu jezera.

Alunitna ruda

Ova vrsta depozita sadrži do 40% glinice. Alunitna ruda nastaje u vodnom slivu i priobalnim zonama u uslovima intenzivne hidrotermalne i vulkanske aktivnosti. Primjer takvih naslaga je jezero Zaglinskoye na Malom Kavkazu.

Stijena je porozna. Uglavnom se sastoji od kaolinita i hidromice. Ruda sa sadržajem alunita većim od 50% je od industrijskog interesa.

Nepheline

To je ruda aluminijuma magmatskog porijekla. To je potpuno kristalna alkalna stijena. Nekoliko vrsta nefelinske rude razlikuje se ovisno o sastavu i tehnološkim karakteristikama prerade:

• prvi razred - 60-90% nefelina; sadrži više od 25% glinice; obrada se vrši sinterovanjem;
• drugi razred - 40-60% nefelina, količina glinice je nešto niža - 22-25%; obogaćivanje je potrebno tokom obrade;
• treći stepen su nefelinski minerali koji nemaju industrijsku vrijednost.

Svjetsko rudarstvo ruda aluminijuma

Po prvi put se ruda aluminijuma vadila u prvoj polovini 19. veka na jugoistoku Francuske, u blizini grada Box. Otuda i naziv boksita. U početku se ovaj razvijao sporim tempom. Ali kad je čovječanstvo procijenilo kakva je vrsta aluminijumske rude korisna za proizvodnju, opseg aluminijuma se značajno proširio. Mnoge su zemlje počele tražiti depozite na svojim teritorijama. Tako je svjetska proizvodnja ruda aluminijuma počela postupno rasti. Brojevi su dokaz ove činjenice. Dakle, ako je 1913. godine globalni volumen iskopane rude bio 540 hiljada tona, onda je 2014. - više od 180 miliona tona.

Postepeno se povećavao i broj zemalja koje vade rudu aluminijuma. Danas ih ima oko 30. Ali u posljednjih 100 godina vodeće zemlje i regije su se neprestano mijenjale. Tako su početkom 20. vijeka Sjeverna Amerika i zapadna Europa bile svjetski lideri u vađenju rude aluminijuma i njenoj proizvodnji. Ove dvije regije činile su oko 98% globalne proizvodnje. U nekoliko decenija, Latinska Amerika i Sovjetski Savez postali su lideri u pogledu kvantitativnih pokazatelja aluminijske industrije. A već 1950-ih i 1960-ih Latinska Amerika postala je lider u proizvodnji. I 1980-1990-ih. došlo je do brzog proboja u aluminijumu i Africi. U trenutnom globalnom trendu, glavne zemlje koje vode u vađenju aluminijuma su Australija, Brazil, Kina, Gvineja, Jamajka, Indija, Rusija, Surinam, Venezuela i Grčka.

Ležišta rude u Rusiji

Rusija je na sedmom mjestu u svijetu po proizvodnji rude aluminijuma. Iako ležišta ruda aluminijuma u Rusiji u velikoj količini pružaju zemlji metal, to nije dovoljno da se industrija u potpunosti opskrbi. Zbog toga je država prisiljena kupovati boksit iz drugih zemalja.

Ukupno se u Rusiji nalazi 50 nalazišta rude. Ovaj broj uključuje i mjesta na kojima se mineral kopa, kao i nerazvijena ležišta.

Većina rezervi rude nalazi se u evropskom dijelu zemlje. Ovdje se nalaze u regijama Sverdlovsk, Arhangelsk, Belgorod, u Republici Komi. Sve ove regije sadrže 70% svih istraženih rezervi rude u zemlji.

Rude aluminijuma u Rusiji se i dalje vade u starim nalazištima boksita. Takva područja uključuju Radynskoye polje u Lenjingradskoj regiji. Takođe, zbog nedostatka sirovina, Rusija koristi druge rude aluminijuma, čija se ležišta odlikuju lošim mineralnim nalazištima. Ali oni su i dalje pogodni za industrijske svrhe. Dakle, u Rusiji se nefelinske rude vade u velikim količinama, što takođe omogućava dobivanje aluminijuma.

Ruda aluminijuma zauzima posebno mesto u modernoj industriji. Zbog određenih fizičkih i hemijskih svojstava, aluminijum se koristi u mnogim poljima ljudske aktivnosti. Automobilska industrija, mašinstvo, građevinarstvo, proizvodnja mnogih proizvoda široke potrošnje i kućanskih aparata više nije moguća bez upotrebe ove vrste obojenih metala. Vađenje aluminija složen je i naporan proces.

Karakteristike rude aluminijuma

Ruda je prirodna mineralna tvorba koja sadrži određeni metal ili mineral. U prirodi praktički nema čistog aluminijuma, pa se vadi od rude aluminijuma. Sadržaj zemljine kore je oko 9%. Danas postoji oko 250 vrsta mineralnih spojeva, uključujući aluminij, ali nisu sve korisne u preradi. Sljedeće vrste rude smatraju se najvrjednijima za aluminijsku industriju:

• boksit;
• alunit;
• nepheline.

Boksit najčešće se koristi kao sirovina za vađenje metala, jer sadrži do 60% aluminijevih oksida. Sastav takođe uključuje okside silicijuma i gvožđa, kvarc, magnezijum, natrijum i druge hemijske elemente i jedinjenja. Ovisno o sastavu, boksiti imaju različitu gustinu. Boja stijene je pretežno crvena ili siva. Za proizvodnju 1 tone aluminijuma potrebno je 4,5 tone boksita.

Alunite Ruda ne zaostaje mnogo za boksitom, jer sadrži do 40% glinice - glavnog dobavljača aluminijuma. Razlikuje se u poroznoj strukturi i ima mnogo nečistoća. Vađenje aluminijuma je isplativo samo kada je ukupna količina alunita jednaka agregatu aditiva.

To je alkalna stijena magmatskog porijekla. Zauzimaju treće mjesto po sadržaju aluminijevih oksida. Od prvog stupnja nefelinske rude može se preraditi 25% ili više glinice. Od drugog razreda - do 25%, ali ne manje od 22%. Sva mineralna jedinjenja koja sadrže aluminijeve okside ispod ove vrijednosti nemaju industrijsku vrijednost.

Metode vađenja aluminijuma

Aluminij je relativno mlad metal, koji je prvi put miniran prije nešto više od jednog stoljeća. Kroz cijelo vrijeme tehnologija vađenja aluminija cijelo je vrijeme poboljšavana uzimajući u obzir sva kemijska i fizička svojstva.

Proizvodnja metala moguća je samo iz glinice, za čije formiranje se ruda usitnjava u praškasto stanje i zagreva parom. Dakle, moguće je riješiti se većine silicija i ostaviti optimalnu sirovinu za naknadno topljenje.

Ruda aluminija se vadi na površinskom kopu ako je dubina plitka. Zbog svoje guste strukture boksiti i nefelini se obično melju površinskim kopačem. Aluniti pripadaju velikom broju rastresitih stijena, pa je bager za kamenolome optimalan za njegovo uklanjanje. Potonji odmah utovaruje kamen na kipere za dalji transport.

Nakon vađenja primarnih sirovina, postoji nekoliko obaveznih faza obrade stijena radi dobivanja glinice:

1. Prijevoz do pripremne radionice, gdje se stijena drobi uređajima za drobljenje do udjela od oko 110 mm.
2. Pripremljene sirovine, zajedno sa dodatnim komponentama, šalju se na dalju preradu.
3. Stijene se sinteriraju u pećima. Ako je potrebno, ruda aluminijuma se izlužuje. Ovo daje tečni rastvor aluminatnog oksida.
4. Sljedeća faza je razgradnja. Kao rezultat, nastaje aluminatna suspenzija koja se šalje za odvajanje i isparavanje tečnosti.
5. Čišćenje od viška alkalija i kalciniranje.

Kao rezultat, dobija se suha glinica, spremna za proizvodnju aluminijuma. Završna faza je tretman hidrolizom. Pored gore opisane metode, aluminij se vadi i minskom metodom. Na ovaj se način stijena odsječe iz slojeva zemlje.

Nalazišta rudnika aluminijuma u Rusiji

Rusija je na sedmom mjestu na svjetskoj ljestvici po obimu proizvodnje aluminijske rude. Na cijeloj teritoriji istraženo je oko 50 naslaga, među kojima još uvijek postoje nerazvijena nalazišta. Najbogatije rezerve rude koncentrirane su u Lenjingradskoj oblasti i na Uralu, gdje djeluje jedan od najdubljih rudnika "aluminijuma". Dubina potonjeg dostiže 1550 metara.

Uprkos široko razvijenoj obojenoj metalurgiji, a posebno proizvodnji aluminijuma, dobijeni obim nije dovoljan za opskrbu industrije cijele zemlje. Stoga je Rusija prisiljena uvoziti glinicu iz drugih zemalja. Ova potreba je i zbog nižeg kvaliteta rude. Jedno od najprofitabilnijih ležišta na Uralu proizvodi boksit sa 50% sadržaja glinice. U Italiji se kopa stena koja sadrži 64% aluminijevih oksida.

Oko 80% ukupne mase rude aluminijuma u Rusiji vadi se na zatvoren način u rudnicima. Prilično puno nalazišta nalazi se u Belgorodskoj, Arhangelskoj, Sverdlovskoj oblasti, kao i u Republici Komi. Pored boksita, vade se i nefelinske rude. Profitabilnost ove vrste proizvodnje metala je manja, ali rezultat ipak djelimično nadoknađuje deficit sirovina u zemlji.

Posebno mjesto u aluminijskoj industriji zauzima proizvodnja metala od sekundarnih sirovina. Ova metoda značajno štedi energiju i rudne resurse i smanjuje nivo štete po životnu sredinu. Ovdje Rusija malo zaostaje za ostalim zemljama, ali pokazatelji većine domaćih preduzeća primjetno se poboljšavaju svake godine.

Svjetsko rudarstvo ruda aluminijuma

Tokom proteklih stotinu godina, nivo vađenja aluminijumske rude narastao je do nevjerovatnih vrijednosti. Ako je 1913. godine globalna količina kamena bila približno 550 hiljada tona, danas ta brojka premašuje 190 miliona tona. Oko 30 zemalja sada vadi rudu aluminijuma. Vodeću poziciju zauzima Gvineja (zapadna Afrika), gdje su mnogi depoziti koncentrirani sa rezervama jednakim 28% svjetskog udjela.

U pogledu direktnog vađenja rude, Kina bi trebala biti na prvom mjestu. Tako zemlja „zalazećeg sunca“ proizvodi preko 80 miliona tona sirovina godišnje. Prvih pet izgleda ovako:

• kina - 86 miliona tona;
• Australija - 82 miliona tona;
• Brazil - 31 milion tona;
• Gvineja - 20 miliona tona;
• Indija - 15 miliona tona.

Slijedi Jamajka s pokazateljem od 9,7 miliona tona i, konačno, Rusija, čija ukupna proizvodnja rude aluminija iznosi 6-7 miliona tona. Lideri u aluminijskoj industriji mijenjali su se tijekom svih godina.

Ruda je prvi put vađena u Francuskoj, u gradu Box, zbog čega se najčešća vrsta rude naziva boksit. Uskoro bi se zapadna Evropa i Sjeverna Amerika mogle pohvaliti najboljim rezultatima. Pola vijeka kasnije, Latinska Amerika postala je neprikosnoveni lider. Sada su ispred izašle Afrika, Australija, Kina i druge razvijene zemlje.

Obojeni metali sastavni su dio današnje industrije. Bez njih razvoj mnogih industrija ne bi bio moguć. Aluminij, kao lagan, izdržljiv i funkcionalan metal, smatra se ključnim strukturnim materijalom današnjeg vremena.

Aluminijumjedan je od najvažnijih strukturnih materijala. Zbog svoje lakoće, mehaničke čvrstoće, visoke električne provodljivosti, velike otpornosti na koroziju, pronašao je široku primjenu u vazduhoplovstvu, automobilskoj, elektroindustriji, drugim granama moderne tehnologije i u svakodnevnom životu. Po proizvodnji i potrošnji u svijetu zauzima drugo mjesto među metalima nakon željeza.

Sirovina za proizvodnju aluminijuma je glinica, koji se dobija iz ruda boksita, nefelina i drugih visokoaluminiskih stena. Glavna boksitosiguravajući 98% svjetske proizvodnje glinice je boksit. Rusija je jedina zemlja na svijetu koja koristi tako nekvalitetne aluminijumske sirovine kao nefelinske rude.

Ukupne rezerve boksita u 29 zemalja svijeta premašuju 40 milijardi tona, 95% njih koncentrirano je u tropskom pojasu, uključujući više od 50% u Gvineji, 40 u Australiji, Venecueli, Brazilu, Indiji, Vijetnamu i Jamajci. Boksit se kopa u 24 zemlje u količini od 140 miliona tona godišnje, 80% proizvodnje otpada na Australiju, Gvineju, Jamajku, Brazil, Kinu i Indiju. Godišnja proizvodnja glinice u zemljama proizvođačima boksita premašila je 52 miliona tona, a topljenje primarnog aluminijuma - 24,5 miliona tona.Posljednjih godina proizvodnja aluminijuma povećana je više od 10 puta.

Smatraju se jedinstvenima mjesto rođenjaboksit sa rezervama većim od 500 miliona tona, veliki i srednji - 500 - 50, mali - manje od 50 miliona tona.

Boksit je rezidualna ili sedimentna stena koja se sastoji od hidroksida aluminijuma, oksida i hidroksida gvožđa, minerala gline i kvarca. Prema mineralnom sastavu, boksiti se razlikuju od gibita, bemeta, dijaspore. Istodobno je uočeno da gibitastove rude prevladavaju u mladim, nepromijenjenim ležištima, dok ih u starijim i prerađenim rudama zamjenjuju rude bemita i dijaspore.

Sve komercijalne vrste naslaga boksita su egzogene formacije. Podijeljeni su na vremenske i sedimentne naslage. Naslage vremenskih uslova dijele se na rezidualne lateritne i rezidualne redeponirane, a sedimentne naslage podijeljene su na teritorijalne formacije područja platforme i povezane sa karbonatnim formacijama geosinklinalnih područja. Karakteristika je data u tab. 1.2.1.

Tabela 1.2.1. Glavne geološke i industrijske vrste ležišta aluminijuma

Geološki industrijski tip	Rudni ležaj formacija	Rudna tijela	Uslovi lokacije	Sastav ruda	Primjeri depoziti	Skala, depoziti
1. Preostali lateritic	a) Moderna kora weathering on drevni škriljevci, bazalti, itd.	Horizontalno depoziti 5-15 km2, snaga do 10-15 m.	Podzemlje na stanu gorje - lopate; preklapaju žljezdana kirasa.	Gibbita, hematit	Boke, Fria (gvineja)	Jedinstven do 3 milijarde tona
	b) Drevna kora weathering on filitni škriljevac i metabaziti	Veliki horizont. Preko tijela dužina do nekoliko. dec. km, kapaciteta nekoliko metara	Depoziti su blokirani sedimentna stijene paleozoika, mezozoik, kenozoik, snaga 450-600 m.	Boehmite, gibbita, shaosit	Vislovskoe (KMA, Rusija)	Veliko, 80 miliona tona
2. Preostali redeponiran	Mladi mezozoik kenozoik pjeskovit glatko, susjedno u razvojna područja kore latera vremenske prilike	Lentikularni, nalik na čaršaf	1-3 horizonta među pješčenjaci, gline itd.	Gibbs, boehmite, hematit, kaolinit, siderit	Mjesto rođenja Gvajana primorska plains, Wayne Gov (Australija)
3. Sedimentno platforma	Terigen, karbonat notrigen, vulkanogeni-terigenski kontinentalni, crvena, ponekad ilovasti	Lentikularni, nalik na čaršaf	Na dubinama od 40-150 m pod sedimentom formacije paleozoik, mezozoik	Gibbita, beemit, kaolinit	Grupa Tikhvin, Severo-Onega (Rusija)	Mali, srednja, rijetko velika
4. Sedimentna geosinklinalni	Stvaranje karbonata (terogen, kontinentalni, plitka terigena karbonat, grebena podformacija)	Lentikularni, nalik na čaršaf	Među stacioniran sedimentni slojevi	Dijaspora, boem, rijetko gibbita, hematit, pirit	Crvena kapuljača i dr., SUBR, Rusija	Veliki, srednji

Depoziti laterita su od velike industrijske važnosti (90% svjetskih rezervi).

U Rusiji se razvijaju ležišta boksita u sjeverno-uralskom (SUBR) i južno-uralskom (južno-uralskom) regionu boksita (84% proizvodnje) i Tihvinskom (16%). Zbog nedostatka sirovina za zadovoljavanje potreba domaće metalurgije, Rusija godišnje uvozi oko 50% (3,7 miliona tona) glinice iz Ukrajine, Kazahstana i zemalja izvan ZND.

Boksit je glavna ruda za proizvodnju aluminijuma. Stvaranje naslaga povezano je s procesom vremenskih utjecaja i prenosa materijala, u kojem su, osim aluminijum-hidroksida, i drugi hemijski elementi. Tehnologija obnavljanja metala omogućava isplativ industrijski proizvodni proces bez stvaranja otpada.

Karakteristike rudnog minerala

Naziv mineralnih sirovina za vađenje aluminijuma potječe od naziva područja u Francuskoj gdje su nalazišta prvi put otkrivena. Boksit se sastoji od aluminijumskih hidroksida, u njemu su nečistoće minerali gline, željezni oksidi i hidroksidi.

Po izgledu, boksit je stjenovit, a rjeđe - sličan glini, stijena je homogene ili slojevite teksture. Ovisno o obliku pojavljivanja u zemljinoj kori, ona može biti gusta ili porozna. Po strukturi se razlikuju minerali:

• detritalni - konglomerat, šljunak, pješčenjak, pelit;
• čvor - mahunarke, oolitični.

Glavnina stijene u obliku inkluzija sadrži oolitne formacije željeznih oksida ili glinice. Ruda boksita obično je smeđe ili ciglaste boje, ali postoje naslage bijelih, crvenih, sivih, žutih nijansi.

Glavni minerali za stvaranje rude su:

• dijaspora;
• hidrogoetit;
• goethite;
• boehmite;
• gibbita;
• kaolinit;
• ilmenite;
• alumohemit;
• kalcit;
• siderit;
• sljuda.

Postoje boksiti na platformi, geosinklinalni i okeanski ostrva. Ležišta aluminijumske rude nastala su kao rezultat prenosa proizvoda od vremenskih uticaja stena, praćenih njihovim taloženjem i stvaranjem sedimenta.

Industrijski boksit sadrži 28-60% glinice. Kada se koristi ruda, omjer potonje i silicija ne smije biti niži od 2-2,5.

Ležišta i vađenje sirovina

Glavne sirovine za industrijsku proizvodnju aluminijuma u Ruskoj Federaciji su rude boksita, nefelina i njihovi koncentrati koncentrirani na poluotoku Kola.

Ležišta boksita u Rusiji odlikuju se nisko kvalitetnim sirovinama i teškim rudarskim i geološkim rudarskim uslovima. U državi postoje 44 istražena nalazišta, od kojih se eksploatiše samo četvrtina.

Glavnu proizvodnju boksita provodi JSC Sevuralboksitruda. Uprkos rezervama rude sirovina, opskrba prerađivačkih preduzeća je neujednačena. Već 15 godina postoji manjak nefelina i boksita, koji određuju uvoz glinice.

Svjetske rezerve boksita koncentrirane su u 18 zemalja smještenih u tropskim i suptropskim zonama. Položaj boksita najvišeg kvaliteta ograničen je na područja vremenskih uticaja alumosilikatnih stena u vlažnim uslovima. Upravo se u tim zonama nalazi glavnina svjetske ponude sirovina.

Najveće rezerve koncentrirane su u Gvineji. U vađenju sirovina rude u svijetu vodeća je pozicija Australije. Brazil ima 6 milijardi tona rezervi, Vijetnam - 3 milijarde tona, indijske rezerve boksita, koje su visokokvalitetne, iznose 2,5 milijardi tona, Indonezija - 2 milijarde tona. Glavnina rude koncentrirana je u dubinama ovih zemalja.

Boksiti se vade otvorenim i podzemnim metodama. Tehnološki postupak prerade sirovina ovisi o kemijskom sastavu i osigurava faznu provedbu posla.

U prvoj fazi pod uticajem hemijskih reagensa nastaje glinica, a u drugoj se iz nje elektrolizom izvlači metalna komponenta iz rastopljene soli fluorida.

Za formiranje glinice koristi se nekoliko metoda:

• sinterovanje;
• hidrohemijska;
• kombinovano.

Primjena tehnika ovisi o koncentraciji aluminija u rudi. Nekvalitetni boksit se obrađuje na složen način. Rezultirajuća sinterovana smjesa krečne sode i boksita se luži rastvorom. Metalni hidroksid nastao kao rezultat hemijske obrade odvaja se i filtrira.

Korištenje mineralnih resursa

Upotreba boksita u raznim industrijama rezultat je svestranosti sirovina u pogledu njihovog mineralnog sastava i fizičkih svojstava. Boksit je ruda iz koje se vade aluminijum i glinica.

Upotreba boksita u crnoj metalurgiji kao fluksa u topljenju čelika s otvorenim ognjištem poboljšava tehničke karakteristike proizvoda.

U proizvodnji elektrokorunda, svojstva boksita koriste se za stvaranje super otpornog, vatrostalnog materijala (sintetički korund) kao rezultat topljenja u električnim pećima uz učešće antracita kao redukcionog sredstva i željeznih opiljaka.

Mineralni boksit s malim udjelom željeza koristi se u proizvodnji vatrostalnih, brzo otvrdnjavajućih cementa. Pored aluminijuma, iz rudnih sirovina vade se i gvožđe, titan, galijum, cirkonij, hrom, niobijum i TR (retki zemaljski elementi).

Boksiti se koriste za proizvodnju boja, abraziva, sorbenata. Ruda s malim udjelom željeza koristi se u proizvodnji vatrostalnih smjesa.