01 - کانی بوکسیت - ایران مواد .

بوکسیت (سنگ معدن آلومینیوم ) .

 

بوکسیت ( Bauxite ) سنگی معدنی است که مقادیر زیادی آلومینیوم دارد .

 

نام این سنگ از روستای لس بوکس ( Les Baux ) فرانسه گرفته شده است که برای اولین بار توسط پیر برتیه ( Pierre Berthier ) کشف شد .

 

می توان گفت که تقریبا تمام نیاز تولید آلومینا و آلومینیوم بشر ( بالای ۹۸% ) از استخراج این سنگ تامین می شود .

 

منابع بوکسیت در جهان بسیار زیاد هستند .

 

به طوری که گفته شده ذخایر این سنگ معدنی آلومینیوم ۳۰۰ سال آینده بشر را تضمین می‌کند !

 

اما بیشتر این منابع در ۱۵ کشور استرالیا ، آمریکا ، روسیه ، گینه ، ویتنام ، هند ، جامائیکا ، برزیل ، غنا ، چین ، یونان ، سورینام ، سریلانکا ، قزاقستان و ونزوئلا توزیع شده‌اند .

 

ترکیبات بوکسیت

 

مهم ترین ترکیبات این سنگ رسوبی را اکسید های آلومینیوم آب دار ، هیدروکسید های آلومینیوم ، مواد معدنی رسی مانند کوارتز ، هماتیت ( Fe₂O₃ ) ، مگنتیت ، سایدریت ، گوتیت (FeO(OH)) و مقادیر کمی از آناتاز ( TiO₂ ) و ایلمنیت ( FeTiO₃ ) تشکیل می دهند .

 

هیدروکسید آلومینیوم موجود در این سنگ به سه صورت یافت می شود :

 

 

ویژگی های کانی بوکسیت

 

تنوع رنگی و درخشندگی خاکی

 

این سنگ معدنی در رنگ‌های سفید ، خاکستری و قهوه ای مایل به قرمز یافت می شود .

 

 

انواع سنگ های معدنی بوکسیت

 

ساختار پیزولیتی

 

ساختاری با یک هسته‌ی واحد که لایه های متحد المرکز به دور آن تشکیل شده است .

 

 

وزن مخصوص پایین

 

وزن مخصوص بوکسیت بین ۲ تا ۵/۲ نیوتون بر متر مربع است .

 

سختی کم

 

ویژگی دیگر این سنگ معدنی سختی بسیار کم آن در مقیاس بین ۱تا ۳ موس است .

 

دقت داشته باشید که تفاوت هایی که در خواص بیان شد، تاثیری در مرغوبیت این ماده معدنی ندارد .

 

کاربردهای بوکسیت

 

بوکسیت به دلیل ناخالصی‌هایی که دارد، نمی تواند به صورت فرآوری نشده مورد استفاده قرار گیرد .

 

بنابراین باید طبق کاربرد مورد نظر فرآوری و یا ماده مهندسی مورد نیاز از آن استخراج شود .

 

استخراج آلومینیوم

 

حدود ۹۰ درصد بوکسیت استخراج شده صرف تامین آلومینیوم مورد نیاز صنایع می شود .

 

البته آلومینیوم به صورت مستقیم به دست نمی‌آید و لازم است طی عملیاتی که به نام عملیات بایر ( Bayer ) شناخته می شود ، به آلومینا تبدیل شود .

 

در ادامه آلومینا با فرآوری تبدیل به آلومینیوم می شود .

 

بنابراین تولید آلومینیوم را می توانیم در سه مرحله خلاصه کنیم :

 

قدم اول : کانی های درشت به قطعات ریزتر خرد می شوند .

 

قدم دوم: به کمک فرآیند بایر ( Bayer ) بوکسیت تصفیه می شود .

 

طی این فرآیند کانی در محلول گرم سدیم هیدروکسید سدیم شسته می شود در نهایت آلومینیوم به صورت (Al(OH)₃) رسوب می کند .

 

در ادامه با حرارت دادن هیدروکسید در دمای حدودی C980° آلومینا تولید می شود .

 

 

۲Al(OH)_۳ → Al_۲O_۳ + ۳H_۲O

 

 

قدم سوم : برای به دست آوردن آلومینیوم خالص از فرآیند هال - هرولت ( Hall-Heroul ) استفاده می شود .

 

در این روش آلومینا در حمام مذاب کریولیت ( Na₃AlF₆ ) حل می شود .

 

این کار باعث پایین آمدن دمای ذوب آلومینا تا °۹۶۰ می شود .

 

در نهایت با استفاده از  فرایند الکترولیز ، آلومینیوم مذاب حاصل می شود .

 

Al_۲O_۳ + ۳C → ۴Al + ۳CO_۲

 

توجه داشته باشید که در حال حاضر این روش ، تنها روش تولید فلز آلومینیوم از سنگ معدنی است .

 

استحصال گالیم

 

هم زمان با فرآیند بایر و تبدیل بوکسیت به آلومینا ، گالیم از محلول هیدروکسید سدیم رسوب می کند .

 

این گالیم را می‌توان با روش های مختلف استخراج کرد .

 

راندمان استخراج گالیم به غلظت سنگ معدنی بستگی دارد .

 

روان ساز در صنعت فولاد

 

بوکسیت به دلیل سختی پایین به عنوان یک روان ساز پالپ خوب در فولاد سازی شناخته می شود و جایگزین مناسب و ارزان تری نسبت به فلورین است .

 

ماده ساینده

 

به وسیله زینترینگ این سنگ معدنی می توان یک ماده ساینده مناسب برای فرایندهای سند بلاست ( Sand-blast ) به دست آورد .

 

این ماده با خرد کردن و پودر کردن بوکسیت و آگلومره کردن آن در دمای بالا تولید می شود .

 

از این آگلومره ها برای کاهش ساییدگی در قطعات سند بلاست استفاده می شود .

 

ماده اولیه سیمان نسوز

 

این نوع سیمان از مخلوط کردن آهک با نسبت مساوی از بوکسیت به دست می آید .

 

آلومینا و سیلیس تشکیل مولایت می‌دهند که این فاز باعث افزایش نقطه ذوب می شود .

 

۱۰ کشور پرچم دار در ذخایر بوکسیت

 

بوکسیت در بسیاری از نقاط جهان به وفور یافت می‌شود .

 

بر اساس گزارش منتشر شده از پایگاه ملی داده های علوم زمین کشور در سال ۲۰۱۷ میلادی ۱۰ کشور برتر در حوزه ذخایر این ماده معدنی به صورت زیر معرفی شده‌اند :

 

 

اما در ایران؟!

 

ذخایر بوکسیت صنعتی در ایران بسیار محدود هستند و همان تعداد از ذخایر موجود در کشورمان نیز عیار مناسبی جهت بهره برداری ندارند .

 

در حال حاضر نیاز نیاز کشور تنها از طریق معدن جاجرم تامین می شود که این معدن بزرگ ترین معدن شناخته شده در ایران است .

 

 

نکات مهم در کیفیت سنجی و خرید بوکسیت

 

یکی از معیار های کیفیت سنجی به دست آوردن نسبت آلومینا به سیلیس است که مدول نامیده می شود .

 

هرچه این نسبت بیشتر باشد بوکسیت مرغوب تر است .

 

گفته می‌شود که بوکسیت مرغوب باید مدول بالای ۱۰ داشته باشد .

 

معیار دیگر سنجش کیفیت ، مقدار آلومینای موجود در سنگ معدنی است .

 

در روش بایر با توجه به نوع سنگ معدنی این رقم بین ۳۰ تا ۴۵ درصد است .

 

عیار بوکسیت که می‌گن اینه !

 

بهترین نوع بوکسیت، نوعی است که مجموعه‌ای از سختی بالا، درصد آلومینای بالای ۵۰ درصد و سیلیس کمتر از ۹ درصد داشته باشد .

 

منابع

 

گزارش آماری وضعیت بوکسیت ( آلومینیوم ) در ایران .

 

پایگاه ملی داده های علوم زمین کشور . ( ۱۳۹۷) .

 

 

مطالعه بافت و فازهای مختلف کانی‌های تشکیل دهنده بوکسیت کانسار جاجرم خراسان شمالی ، شمال شرق ایران ، حبیب مالئی , رضا شریفیان عطار ، گروه زمین شناسی , دانشکده علوم , دانشگاه آزاد اسلامی , واحد مشهد .

 

 

ریز ریخت شناسی و فرآیند تشکیل پیزولیت های ذخایر بوکسیتی منطقه دهدشت ، اکرم فروغی نیا، هوشنگ پورکاسب ، عباس چرچی، سمیه سلامباللهی * علیرضا زراسوندی گروه زمین شناسی ، دانشکده علوم زمین ، دانشگاه شهید چمران اهواز .

 

www.geology.com .

 

www.usgs.gov .