Ruda aluminijuma: ležišta, rudarstvo. Svojstva rude aluminijuma Ruda iz koje se cedi aluminijum

Ruda aluminijuma zauzima posebno mesto u savremenoj industriji. Zbog određenih fizičkih i hemijskih svojstava, aluminijum se koristi u mnogim granama ljudske delatnosti. Automobilska industrija, mašinstvo, građevinarstvo, proizvodnja mnogih roba široke potrošnje i kućanskih aparata više nije moguća bez upotrebe ove vrste obojenih metala. Vađenje aluminijuma je najkomplikovaniji, radno intenzivan proces.

Karakteristike aluminijske rude

Ruda je prirodna mineralna formacija koja sadrži određeni metal ili mineral. U prirodi praktički nema čistog aluminijuma, pa se kopa iz aluminijske rude. U zemljinoj kori njegov sadržaj je oko 9%. Danas postoji oko 250 vrsta mineralnih jedinjenja, uključujući aluminijum, ali nisu svi korisni u preradi. Sljedeće vrste rude smatraju se najvrednijim za industriju aluminija:

• boksit;
• alunit;
• nefelin.

boksit najčešće se koristi kao sirovina za rudarstvo metala, jer sadrži do 60% aluminijskih oksida. Drugi sastav uključuje okside silicijuma i gvožđa, kvarc, magnezijum, natrijum i druge hemijske elemente i jedinjenja. U zavisnosti od sastava, boksiti imaju različite gustine. Boja stijene je pretežno crvena ili siva. Za proizvodnju 1 tone aluminijuma potrebno je 4,5 tone boksita.

Alunit ruda ne zaostaje mnogo za boksitom, jer sadrži i do 40% glinice - glavnog dobavljača aluminijuma. Ima poroznu strukturu i ima puno nečistoća. Iskopavanje aluminijuma je isplativo samo kada je ukupna količina alunita ekvivalentna ukupnoj količini aditiva.

To je alkalna stijena magmatskog porijekla. Po sadržaju aluminijskih oksida zauzimaju treće mjesto. Od prve klase nefelinske rude moguće je preraditi od 25% i više glinice. Od drugog razreda - do 25%, ali ne manje od 22%. Sva mineralna jedinjenja koja sadrže aluminijum okside manje od ove vrednosti nemaju industrijsku vrednost.

Metode rudarenja aluminijuma

Aluminijum je relativno mlad metal, koji je prvi put iskopavan pre nešto više od jednog veka. Tehnologija vađenja aluminijuma se kroz sve vreme usavršavala, uzimajući u obzir sva hemijska i fizička svojstva.

Dobivanje metala moguće je samo iz glinice, za čije formiranje se ruda drobi u prah i zagrijava parom. Na ovaj način je moguće osloboditi se većine silicija i ostaviti optimalnu sirovinu za naknadno topljenje.

Vađenje aluminijske rude vrši se na otvoreni način, ako je dubina pojave mala. Boksiti i nefelini, zbog svoje guste strukture, obično se režu površinskim rudarom metodom mljevenja. Aluniti spadaju u niz rastresitih stijena, stoga je bager za kamenolom optimalan za njihovo uklanjanje. Potonji odmah utovaruje kamen na kipere radi daljeg transporta.

Nakon ekstrakcije primarnih sirovina, slijedi nekoliko obaveznih faza prerade stijena kako bi se dobila glinica:

1. Prevoz do pripremne radionice, gde se kamen drobilicama drobi na frakciju od oko 110 mm.
2. Pripremljene sirovine zajedno sa dodatnim komponentama šalju se na dalju obradu.
3. Stijena se sinteruje u pećima. Po potrebi se luži aluminijumska ruda. Tako se dobija tečni rastvor aluminata.
4. Sljedeća faza je dekompozicija. Kao rezultat, formira se aluminatna pulpa koja se šalje na odvajanje i isparavanje tekućine.
5. Čišćenje viška lužine i kalcinacija peći.

Kao rezultat, dobija se suha glinica, spremna za proizvodnju aluminijuma. Završni korak je tretman hidrolizom. Pored gore opisane metode, aluminijum se vadi i rudarskom metodom. Tako je stijena isječena iz slojeva zemlje.

Mjesta vađenja aluminija u Rusiji

Na svjetskoj ljestvici po proizvodnji rude aluminija, Rusija je na sedmom mjestu. Na cijeloj teritoriji istraženo je oko 50 nalazišta, među kojima još uvijek ima nerazrađenih ležišta. Najbogatije rezerve rude koncentrisane su u Lenjingradskoj oblasti i na Uralu, gde radi jedan od najdubljih rudnika "aluminijuma". Dubina potonjeg doseže 1550 metara.

I pored široko razvijene obojene metalurgije, a posebno proizvodnje aluminijuma, dobijeni obim nije dovoljan za snabdevanje industrije cele zemlje. Stoga je Rusija prisiljena uvoziti glinicu iz drugih zemalja. Ova potreba je takođe zbog nižeg kvaliteta rude. Jedno od najprofitabilnijih nalazišta na Uralu proizvodi boksit sa 50% sadržaja glinice. U Italiji se kopa stijena koja sadrži 64% aluminijskih oksida.

Oko 80% ukupne mase aluminijumske rude u Rusiji se iskopava zatvorenom metodom u rudnicima. Dosta depozita nalazi se u regionima Belgorod, Arhangelsk, Sverdlovsk, kao i u Republici Komi. Osim boksita, eksploatiraju se i nefelinske rude. Profitabilnost ove vrste proizvodnje metala je manja, ali rezultat ipak djelimično nadoknađuje nedostatak sirovina u zemlji.

Posebno mjesto u industriji aluminija zauzima proizvodnja metala iz sekundarnih sirovina. Ova metoda značajno štedi energiju i rudne resurse, te smanjuje nivo štete nanesene okolišu. Ovdje Rusija donekle zaostaje za drugim zemljama, ali učinak većine domaćih preduzeća svake godine se primjetno poboljšava.

Svjetska proizvodnja aluminijskih ruda

Tokom proteklih sto godina, nivo vađenja rude aluminijuma porastao je na neverovatne nivoe. Ako je 1913. godine globalna zapremina kamena bila približno 550 hiljada tona, danas ta brojka prelazi 190 miliona tona. Vađenjem aluminijumske rude sada se bavi oko 30 zemalja. Vodeću poziciju zauzima Gvineja (Zapadna Afrika), gdje su mnoga ležišta koncentrirana sa rezervama jednakim 28% svjetskog udjela.

Što se tiče direktnog iskopavanja rude, Kina bi trebala biti na prvom mjestu. Tako zemlja „zalazećeg sunca“ proizvodi više od 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.

Slijede Jamajka sa cifrom od 9,7 miliona tona i, konačno, Rusija, čiji je ukupan obim proizvodnje rude aluminijuma 6-7 miliona tona. Lideri u industriji aluminijuma menjali su se tokom godina.

Prvi put je ruda iskopana u Francuskoj, u gradu Boxu, zbog čega se najčešća vrsta rude naziva boksit. Uskoro bi se zapadna Evropa i Sjeverna Amerika mogle pohvaliti najboljim učinkom. Pola veka kasnije, Latinska Amerika je postala neprikosnoveni lider. Sada su se javile Afrika, Australija, Kina i druge razvijene zemlje.

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

KRATKE ISTORIJSKE INFORMACIJE. Prije otprilike 1900 godina, Plinije Stariji je prvi put nazvao stipsu, koja se koristila za graviranje prilikom bojenja tkanina "alumen". Nakon 1500 godina, švicarski prirodnjak Paracelsus je otkrio da stipsa sadrži aluminij oksid. Prvi put je čisti aluminijum iz boksita ekstrahovao danski naučnik G. Oersted 1825. Godine 1865. ruski hemičar N. Beketov je dobio aluminijum zamenjujući ga magnezijumom iz rastopljenog kriolita (Na 3 AlF 6). Ova metoda je našla industrijsku primjenu u Njemačkoj i Francuskoj krajem 19. stoljeća. Sredinom XIX veka. aluminijum se smatrao retkim, pa čak i plemenitim metalom. Trenutno je aluminijum na drugom mestu posle gvožđa u svetskoj proizvodnji.

GEOHEMIJA. Aluminijum je jedan od najzastupljenijih elemenata u zemljinoj kori. Njegov klark iznosi 8,05%. U prirodnim uslovima, predstavlja ga samo jedan izotop 27Al.

U endogenim uslovima, aluminijum je koncentrisan uglavnom u alkalnim stenama koje sadrže nefelin i leucit, kao iu nekim varijantama osnovnih stena (anortoziti i dr.). Značajne mase aluminijuma se akumuliraju u vezi sa procesima alunitizacije povezanim sa hidrotermalnom obradom kiselih vulkanogenih formacija. Najveće akumulacije aluminijuma uočene su u rezidualnim i ponovo taloženim korama koje se nalaze u kiselim, alkalnim i bazičnim stenama.

U sedimentnom procesu, glinica se rastvara i prenosi samo u kiselom (pH< 4) или сильно щелочных (pH >9.5) rješenja. Taloženje aluminijum hidroksida počinje pri pH = 4,1. U prisustvu SiO 2, rastvorljivost Al 2 O 3 raste, au prisustvu CO 2 opada. Koloidni Al 2 O 3 je manje stabilan i koagulira brže od koloidnog SiO 2 . Stoga se u procesu njihove zajedničke migracije ovi elementi razdvajaju. Zbog različite geohemijske pokretljivosti jedinjenja aluminijuma, gvožđa i mangana dolazi do njihove diferencijacije u obalnoj zoni sedimentacionih basena. Bliže obali akumuliraju se boksiti, u gornjem dijelu šefa - željezne rude, a na dnu šelfa - rude mangana. Aluminijum hidroksidi imaju značajan kapacitet adsorpcije. U mineralima koji čine boksite, Fe, V, Cr, Zn, Mn, Cu, Sn, Ti, B, Mg, Zr, P, itd. su stalno prisutni u različitim količinama.

MINERALOGIJA. Aluminijum je deo oko 250 minerala. Međutim, samo nekoliko njih ima industrijski značaj: dijaspora i bemit, gibzit (hidrargilit), nefelin, leucit, alunit, andaluzit, kijanit, silimanit itd.

dijaspora HAlO 2 (sadržaj Al 2 O 3 85%) kristalizira u rombičnoj singoniji, habitus kristala je lamelaran, tabularan, iglasti, agregati su folijski, kriptokristalini, stalaktitni. Boja minerala je bijela, sivkasta, sa primjesom Mn ili Fe - siva, ružičasta, smeđa, staklasto do dijamantskog sjaja, tvrdoća 6,5–7, specifična težina 3,36 g/cm 3.

Boehmit AlOOH - polimorfna modifikacija dijaspore (po imenu Böhm), ​​lamelarni kristali, kriptokristalni agregati, u obliku zrna, bijele boje, tvrdoća 3,5–4, specifična težina ~ 3 g / cm 3. Nastaje hidrotermalnom izmjenom nefelina.

Gibbsite (hidrargilit) Al (OH) 3 (Al 2 O 3 64,7%) kristalizira u monoklinskom, rjeđe u triklinskom sistemu, kristali su pseudoheksagonalni, lamelarni i stupasti, agregati su porculanski, zemljani, sinterirani, crvolik, sferoidni noduli, tvrdoća 2,5–3, specifična težina 2,4 g/cm 3 .

Nefelin Na (Al 2 O 3 34%) kristališe u heksagonalnom kristalnom sistemu, kristali su prizmatični, kratkostupasti, debeli tabularni, bezbojni, sivi, mesnocrveni, sjaj od stakla do masni, tvrdoća 5,5–6, specifična težina 2,6 g /cm 3 .

Leucit K (Al 2 O 3 23,5%) - silikat okvira, izostrukturan sa analcimom; kristali - tetragontrioktaedri, dodekaedri. Boja minerala je bijela, siva, tvrdoća 5,5-6, specifična težina 2,5 g / cm 3.

Alunit KAl 3 (OH) 6 2 (Al 2 O 3 37%) kristalizira u trigonalnoj singoniji, kristali su tabularni, romboedarski ili lentikularni, agregati su gusti i zrnati. Boja minerala je bijela, sivkasta, žućkasta, smeđa, staklasta do sedefasta, tvrdoća 3,5–4, specifična težina 2,9 g/cm 3 . Javlja se u koru za vremenske prilike, gde je H 2 SO 4 u izobilju.

Andaluzit Al 2 O (u provinciji Andaluzija, Španija) je jedna od tri polimorfne modifikacije aluminijum silikata (andaluzit, kijanit i silimanit), koji nastaje pri najnižem pritisku i temperaturi. Aluminij je neznatno zamijenjen Fe i Mn. Kristalizira u rombičnoj singoniji, stupasti, vlaknasti kristali, zrnasti i blistavo-stupasti agregati, ružičaste boje, staklastog sjaja, tvrdoće 6,5–7, specifične težine 3,1 g/cm 3.

Najvažnije rude aluminijuma su boksiti - stena koja se sastoji od aluminijum hidroksida, oksida i hidroksida gvožđa i mangana, kvarca, opala, aluminosilikata itd. Po mineralnom sastavu dijasporski, bemitski, gibzitni boksiti, kao i složeni , koji se sastoji od dva ili tri navedena minerala. Amorfna glinica, koja je dio industrijskih aluminijskih minerala, s vremenom stari, uslijed čega se pretvara u bemit, a ovaj se pretvara u gibsit.

PRIMJENA U INDUSTRIJI. Aluminijum je zbog svoje lakoće (gustina 2,7 g/cm 3), visoke električne provodljivosti, visoke otpornosti na koroziju i dovoljne mehaničke čvrstoće (posebno u legurama sa Cu, Mg, Si, Mn, Ni, Zn, itd.) našao široku upotrebu u razne industrije. Glavne oblasti primene aluminijuma i njegovih legura su: automobilsko, brodsko, avionsko i mašinsko inženjerstvo; konstrukcije (nosive konstrukcije); proizvodnja ambalažnog materijala (kontejneri, folije); elektrotehnika (žice, kablovi); proizvodnja predmeta za kućanstvo; odbrambene industrije.

RESURSI I REZERVE. Glavna sirovina svjetske aluminijske industrije je boksit. Boksiti uključuju aluminijske stijene koje sadrže najmanje 28% Al 2 O 3 . Aluminijum se takođe dobija iz ruda nefelina i alunita. Razvijena je električna metoda za proizvodnju aluminija iz silimanita, andaluzita, kijanita kristalnih škriljaca i gnajsa i drugih neboksitnih izvora glinice. Boksiti, po pravilu, formiraju površinske naslage koje izlaze na površinu ili se malo preklapaju, zbog čega je njihovo otkrivanje i određivanje komercijalnih karakteristika ležišta relativno jednostavan zadatak.

Svjetski resursi boksita procjenjuju se na 55–75 milijardi tona, od kojih je oko 33% koncentrisano u Južnoj i Centralnoj Americi, 27% u Africi, 17% u Aziji, 13% u Australiji i Okeaniji, a samo 10% u Evropi i Sjevernoj Americi. Amerika, Amerika.

Ukupne svjetske rezerve boksita iznose 62,2 milijarde tona, a dokazane 31,4 milijarde tona. Prvih šest zemalja sa najvećim rezervama su Gvineja, Australija, Brazil, Jamajka, Indija i Indonezija (Tabela 8). Ove zemlje su glavni dobavljači gibzit boksita na svjetsko tržište. Druge zemlje koje proizvode boksit, kao što su Kina i Grčka, koriste boksite dijaspore bemita. Rusija nema dovoljne rezerve boksita za domaću potrošnju, a njeno učešće u svetskom bilansu ove sirovine je manje od 1%.

Ležišta sa rezervama boksita veće od 500 miliona tona su jedinstvena, velika - 500-50 miliona tona, srednja - 50-15 miliona tona i mala - manje od 15 miliona tona.

RUDARSTVO I PROIZVODNJA. Svjetska proizvodnja boksita 1995–2000 bio 110-120 miliona tona.Glavni proizvođači boksita su Australija, Gvineja, Jamajka, Brazil i Kina. Obim vađenja ove vrste mineralne sirovine u Rusiji iznosio je oko 4-5 miliona tona, dok je u Australiji iznosio 43 miliona tona.U Australiji je najveća rudarska kompanija « Alcan Aluminijum».

U Rusiji se razvoj i proizvodnja boksita odvija na nalazištima OJSC Ural Sevuralboxytruda (SUBR) i OJSC "Južnouralski rudnici boksita" (SBR), gdje istražene rezerve mogu osigurati rad rudnika 25-40 godina. Ekstrakcija boksita se vrši rudarskom metodom iz velikih dubina.

Proizvodnja glinice u svijetu iz različitih izvora mineralnih sirovina 1995–2000 iznosio 43-45 miliona tona.U Australiji, koja je nesumnjivi svjetski lider, glavni proizvođači glinice su kompanije « Alcoa» , « Reynolds Metali» i « Comalco» .

METALOGENIJA I EPOHA NASTANKA RUDE. Najpovoljniji uslovi za formiranje ležišta boksita nastali su u ranoj fazi geosinklinalnog stadijuma, kada su se formirale geosinklinalne naslage minerala glinice, kao i u fazi platforme, kada su se pojavile lateritne i sedimentne naslage.

Aluminij je metal prekriven tupim filmom od srebrnog oksida, čija svojstva određuju njegovu popularnost: mekoća, lakoća, duktilnost, visoka čvrstoća, otpornost na koroziju, električna vodljivost i nedostatak toksičnosti. U modernim visokim tehnologijama, korištenje aluminija zauzima vodeće mjesto kao strukturni, višenamjenski materijal.

Najveća vrijednost za industriju kao izvor aluminija su prirodne sirovine - boksit, komponenta stijene u obliku boksita, alunita i nefelina.

Sorte ruda koje sadrže glinicu

Poznato je više od 200 minerala koji sadrže aluminijum.

Kao izvor sirovine smatra se samo takva stijena koja može ispuniti sljedeće zahtjeve:

• Prirodne sirovine moraju imati visok sadržaj aluminijskih oksida;
• Ležište mora biti u skladu sa ekonomskom izvodljivošću svog industrijskog razvoja.
• Stijena mora sadržavati aluminijsku sirovinu u obliku koji se može ekstrahirati u čistom obliku poznatim metodama.

Karakteristike prirodne stijene boksita

Kao izvor sirovine mogu poslužiti prirodna ležišta boksita, nefelina, alunita, glina i kaolina. Boksiti su najzasićeniji spojevima aluminija. Gline i kaolini su najčešće stijene sa značajnim sadržajem glinice. Naslage ovih minerala nalaze se na površini zemlje.

Boksit u prirodi postoji samo u obliku binarnog spoja metala sa kiseonikom. Ovo jedinjenje se dobija iz prirodne planine rude u obliku boksita, koji se sastoji od oksida nekoliko hemijskih elemenata: aluminijuma, kalijuma, natrijuma, magnezijuma, gvožđa, titana, silicijuma, fosfora.

U zavisnosti od ležišta, boksiti u svom sastavu sadrže od 28 do 80% glinice. Ovo je glavna sirovina za dobijanje jedinstvenog metala. Kvaliteta boksita kao sirovine za aluminijum zavisi od sadržaja glinice u njemu. Ovo definira fizičko svojstva boksit:

• Mineral je latentne kristalne strukture ili je u amorfnom stanju. Mnogi minerali imaju očvrsnute oblike hidrogelova jednostavnog ili složenog sastava.
• Boja boksita na različitim točkama iskopavanja kreće se od gotovo bijele do crvene tamne boje. Postoje nalazišta sa crnom bojom minerala.
• Gustina minerala koji sadrže aluminijum zavisi od njihovog hemijskog sastava i iznosi oko 3.500 kg/m3.
• Hemijski sastav i struktura boksita određuje čvrstinu svojstva mineral. Najtvrđe minerale odlikuje tvrdoća od 6 jedinica na skali usvojenoj u mineralogiji.
• Kao prirodni mineral, boksit ima niz nečistoća, najčešće su to oksidi gvožđa, kalcijuma, magnezijuma, mangana, nečistoće jedinjenja titana i fosfora.

Boksiti, kaolini, gline u svom sastavu sadrže nečistoće drugih spojeva, koji se prilikom prerade sirovina oslobađaju u zasebne industrije.

Samo u Rusiji se koriste ležišta sa naslagama stena, u kojima je glinica niža koncentracija.

Nedavno se glinica počela dobivati ​​iz nefelina, koji, osim glinice, sadrže okside metala kao što su kalij, natrij, silicijum i, ne manje vrijedan, kamen stipse, alunit.

Metode prerade minerala koji sadrže aluminijum

Tehnologija dobijanja čiste glinice iz aluminijske rude nije se promijenila od otkrića ovog metala. Njegova proizvodna oprema se unapređuje, što omogućava dobijanje čistog aluminijuma. Glavne faze proizvodnje za dobijanje čistog metala:

• Vađenje rude iz razvijenih ležišta.
• Primarna prerada otpadnih stijena u cilju povećanja koncentracije glinice je proces oplemenjivanja.
• Dobivanje čiste glinice, elektrolitička redukcija aluminija iz njegovih oksida.

Proces proizvodnje završava se metalom u koncentraciji od 99,99%.

Ekstrakcija i obogaćivanje glinice

Aluminij ili oksidi aluminija ne postoje u prirodi u svom čistom obliku. Ekstrahira se iz aluminijskih ruda hidrohemijskim metodama.

Ležišta rude aluminijuma u ležištima obično eksplodira, obezbjeđujući lokaciju za njeno vađenje na dubini od cca 20 metara, odakle se odabire i stavlja u proces dalje prerade;

• Pomoću posebne opreme (sita, klasifikatori) ruda se drobi i sortira, odbacujući otpadne stijene (jalovinu). U ovoj fazi obogaćivanja glinice koriste se metode ispiranja i prosijavanja, kao ekonomski najisplativije.
• Pročišćena ruda taložena na dnu postrojenja za koncentraciju miješa se sa zagrijanom masom kaustične sode u autoklavu.
• Smjesa se propušta kroz sistem čeličnih posuda visoke čvrstoće. Posude su opremljene parnom košuljicom koja održava potrebnu temperaturu. Tlak pare se održava na nivou od 1,5-3,5 MPa do potpunog prijelaza spojeva aluminija iz obogaćene stijene u natrijum aluminat u pregrijanom rastvoru natrijum hidroksida.
• Nakon hlađenja, tekućina prolazi kroz fazu filtracije, uslijed čega se odvaja čvrsti talog i dobiva se prezasićeni čisti rastvor aluminata. Kada se rezultujućoj otopini dodaju ostaci aluminij hidroksida iz prethodnog ciklusa, razgradnja se ubrzava.
• Za konačno sušenje hidrata glinice koristi se postupak kalcinacije.

Elektrolitička proizvodnja čistog aluminijuma

Čisti aluminijum se dobija kontinuiranim procesom pri čemu se kalciniše aluminijum ulazi u fazu elektrolitičke redukcije.

Moderni elektrolizatori predstavljaju uređaj koji se sastoji od sljedećih dijelova:

• Izrađen od čeličnog kućišta obloženog ugljenim blokovima i pločama. Tokom rada, na površini tijela kupke formira se gusti film očvrslog elektrolita, koji štiti oblogu od uništenja talinom elektrolita.
• Sloj rastopljenog aluminijuma na dnu kade, debljine 10-20 cm, služi kao katoda u ovoj postavci.
• Struja se dovodi do taline aluminija preko karbonskih blokova i ugrađenih čeličnih šipki.
• Anode, okačene na željezni okvir sa čeličnim klinovima, imaju šipke povezane na mehanizam za podizanje. Dok sagorijeva, anoda tone, a šipke se koriste kao element za dovod struje.
• U radionicama se elektrolizatori ugrađuju uzastopno u nekoliko redova (dva ili četiri reda).

Dodatno prečišćavanje aluminijuma rafiniranjem

Ukoliko aluminijum ekstrahovan iz elektrolizera ne ispunjava konačne uslove, podvrgava se dodatnom prečišćavanju rafinacijom.

U industriji se ovaj proces provodi u posebnom elektrolizeru, koji sadrži tri sloja tekućine:

• Donji deo - aluminijum koji se može rafinirati sa dodatkom približno 35% bakra služi kao anoda. Bakar je prisutan kako bi aluminijumski sloj bio teži, bakar se ne otapa u leguri anode, njegova gustina treba da prelazi 3000 kg/m3.
• Srednji sloj je mešavina fluorida i hlorida barijuma, kalcijuma, aluminijuma sa tačkom topljenja od oko 730°C.
• Gornji sloj - čisti rafinisani aluminijum talina koja se rastvara u anodnom sloju i diže. Služi kao katoda u ovom kolu. Struja se napaja grafitnom elektrodom.

Tokom elektrolize, nečistoće ostaju u anodnom sloju i elektrolitu. Prinos čistog aluminijuma je 95–98%. Razvoj ležišta koje sadrže aluminijum zauzima vodeće mesto u nacionalnoj ekonomiji, zbog svojstava aluminijuma, koji trenutno zauzima drugo mesto posle gvožđa u savremenoj industriji.

U savremenoj industriji aluminijumska ruda je najtraženija sirovina. Brzi razvoj nauke i tehnologije proširio je obim njene primene. Što je aluminijska ruda i gdje se kopa opisano je u ovom članku.

Industrijska vrijednost aluminijuma

Aluminijum se smatra najčešćim metalom. Po broju naslaga u zemljinoj kori zauzima treće mjesto. Aluminijum je svima poznat i kao element u periodnom sistemu, koji spada u lake metale.

Ruda aluminijuma je prirodna sirovina iz koje se dobija ovaj metal. Uglavnom se vadi iz boksita koji u najvećoj količini sadrže aluminijske okside (glici) - 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 mnogo manje glinice.

U obojenoj metalurgiji aluminijum zauzima prvo mesto. 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 roba široke potrošnje. Aluminij se također široko koristi u elektrotehnici.

Da bismo shvatili važnost aluminija za čovječanstvo, dovoljno je pobliže pogledati kućne predmete koje svakodnevno koristimo. Veliki broj predmeta za domaćinstvo je napravljen od aluminijuma: to su delovi za električne uređaje (frižider, veš mašina, itd.), Posuđe, sportska oprema, suveniri, elementi enterijera. Aluminij se često koristi za proizvodnju raznih vrsta kontejnera i ambalaže. Na primjer, limenke ili posude od folije za jednokratnu upotrebu.

Vrste aluminijskih ruda

Aluminijum se nalazi u više od 250 minerala. Od njih su za industriju najvredniji boksit, nefelin i alunit. Zaustavimo se na njima detaljnije.

boksitne rude

Aluminijum se ne nalazi u prirodi u svom čistom obliku. Uglavnom se dobija iz rude aluminijuma - boksita. To je mineral koji se uglavnom sastoji od aluminijskih hidroksida, kao i oksida željeza i silicija. Zbog visokog sadržaja glinice (od 40 do 60%), boksit se koristi kao sirovina za proizvodnju aluminijuma.

Fizička svojstva aluminijske rude:

• neprozirni mineral crvene i sive boje raznih nijansi;
• tvrdoća najtrajnijih uzoraka je 6 na mineraloškoj skali;
• gustina boksita, u zavisnosti od hemijskog sastava, kreće se od 2900-3500 kg/m³.

Ležišta rude boksita su koncentrisana u ekvatorijalnim i tropskim zonama zemlje. Starija ležišta nalaze se na teritoriji Rusije.

Kako nastaje boksitna aluminijska ruda

Boksiti nastaju od monohidrata aluminijevog hidrata, bemita i dijaspore, trihidrata hidrata - hidrargilita i pratećih minerala hidroksida i željeznog oksida.

U zavisnosti od sastava prirodnih elemenata, razlikuju se tri grupe ruda boksita:

1. Monohidratni boksiti - sadrže glinicu u obliku jedne vode.
2. Trihidrat - takvi minerali se sastoje od glinice u trovodnom obliku.
3. Mješoviti - ova grupa uključuje prethodne aluminijske rude u kombinaciji.

Naslage sirovina nastaju kao rezultat trošenja kiselih, alkalnih, a ponekad i bazičnih stijena, ili kao rezultat postepenog taloženja velike količine glinice na dno mora i jezera.

Rude alunita

Ova vrsta naslaga sadrži do 40% aluminijum oksida. Ruda alunita nastaje u vodnom basenu i priobalnim zonama u uslovima intenzivne hidrotermalne i vulkanske aktivnosti. Primjer takvih naslaga je jezero Zaglinskoye na Malom Kavkazu.

Rasa je porozna. Uglavnom se sastoji od kaolinita i hidroliske. Od industrijskog interesa su rude sa sadržajem alunita većim od 50%.

Nefelin

To je ruda aluminijuma magmatskog porekla. To je potpuno kristalna alkalna stijena. Ovisno o sastavu i tehnološkim karakteristikama prerade, razlikuje se nekoliko vrsta nefelinske rude:

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

Svjetska proizvodnja aluminijskih ruda

Prvi put je ruda aluminijuma iskopana u prvoj polovini 19. veka na jugoistoku Francuske, u blizini grada Boksa. Odatle dolazi naziv boksit. U početku se ova grana industrije razvijala sporim tempom. Ali kada je čovječanstvo shvatilo kakva je aluminijska ruda korisna za proizvodnju, opseg aluminija se značajno proširio. Mnoge zemlje su počele da traže depozite na svojim teritorijama. Tako je svjetska proizvodnja aluminijskih ruda počela postepeno rasti. Brojke potvrđuju ovu činjenicu. Dakle, ako je 1913. godine globalna količina iskopane rude iznosila 540 hiljada tona, onda je 2014. bila više od 180 miliona tona.

Postepeno se povećavao i broj zemalja koje proizvode aluminijsku rudu. Danas ih ima oko 30. Ali u proteklih 100 godina vodeće zemlje i regioni su se stalno mijenjali. Tako su početkom 20. stoljeća Sjeverna Amerika i Zapadna Evropa bile svjetski lideri u vađenju aluminijske rude i njenoj proizvodnji. Na ove dvije regije otpada oko 98% svjetske proizvodnje. Nekoliko decenija kasnije, u pogledu kvantitativnih pokazatelja industrije aluminijuma, zemlje istočne Evrope, Latinske Amerike i Sovjetskog Saveza postale su lideri. A već 1950-ih i 1960-ih, Latinska Amerika je postala lider u proizvodnji. I 1980-1990-ih. došlo je do brzog proboja u industriji aluminijuma u Australiji i Africi. U trenutnom svjetskom trendu, glavne zemlje rudarstva aluminija su Australija, Brazil, Kina, Gvineja, Jamajka, Indija, Rusija, Surinam, Venecuela i Grčka.

Ležišta rude u Rusiji

Po proizvodnji ruda aluminijuma, Rusija je na sedmom mestu u svetu. Iako nalazišta ruda aluminijuma u Rusiji daju zemlji metal u velikim količinama, to nije dovoljno za potpuno snabdevanje industrije. Zbog toga je država prinuđena da kupuje boksit u drugim zemljama.

Ukupno 50 rudnih ležišta nalazi se na teritoriji Rusije. Ovaj broj uključuje kako mjesta gdje se mineral vadi, tako i nalazišta koja još nisu razvijena.

Većina rezervi rude nalazi se u evropskom dijelu zemlje. Ovdje se nalaze u regijama Sverdlovsk, Arkhangelsk, Belgorod, u Republici Komi. Svi ovi regioni sadrže 70% svih istraženih rezervi rude u zemlji.

Rude aluminijuma u Rusiji se i dalje kopaju u starim ležištima boksita. Ova područja uključuju Radynskoye polje u Lenjingradskoj oblasti. Takođe, zbog nestašice sirovina, Rusija koristi i druge rude aluminijuma, čija su nalazišta najlošijeg kvaliteta. Ali oni su i dalje prikladni za industrijske svrhe. Dakle, u Rusiji se rude nefelina kopaju u velikim količinama, što takođe omogućava dobijanje aluminijuma.

Francuski grad Les Baux-de-Provence, koji se nalazi na jugu zemlje, postao je poznat po tome što je dao ime mineralu boksitu. Tu je 1821. rudarski inženjer Pierre Berthier otkrio nalazišta nepoznate rude. Trebalo je još 40 godina istraživanja i testiranja da se otkriju mogućnosti nove vrste i prepoznaju kao perspektivne za industrijsku proizvodnju aluminija, koji je tih godina premašio cijenu zlata.

Karakteristike i porijeklo

Boksit je primarna ruda aluminija. Gotovo sav aluminijum koji je svijet ikada proizveo je pretvoren iz njih. Ova stijena je kompozitna sirovina složene i heterogene strukture.

Kao glavne komponente uključuje aluminijumske okside i hidrokside. Oksidi željeza također služe kao minerali za stvaranje rude. A među nečistoćama koje se najčešće nalaze:

• silicijum (predstavljen kvarcom, kaolinitom i opalom);
• titanijum (kao rutil);
• spojevi kalcija i magnezija;
• rijetki zemljani elementi;
• liskun;
• u malim količinama galijuma, hroma, vanadijuma, cirkonijuma, niobija, fosfora, kalijuma, natrijuma i pirita.

Po porijeklu, boksiti su lateritni i kraški (sedimentni). Prvi, visokokvalitetni, nastali su u klimi vlažnih tropa kao rezultat duboke kemijske transformacije silikatnih stijena (tzv. laterizacija). Potonji su slabijeg kvaliteta, proizvod su trošenja, prenošenja i taloženja slojeva gline na novim mjestima.

Boksiti se razlikuju u:

1. Fizičko stanje (kamenito, zemljano, porozno, rastresito, nalik na glinu).
2. Struktura (u obliku fragmenata i graška).
3. Teksturne karakteristike (sa homogenom ili slojevitom kompozicijom).
4. Gustina (varira od 1800 do 3200 kg/m³).

Hemijska i fizička svojstva

Hemijska svojstva boksita imaju širok raspon povezan s promjenjivim sastavom materijala. Međutim, kvalitet iskopanih minerala prvenstveno je određen odnosom sadržaja glinice i silicijum dioksida. Što je veća količina prvog, a manje drugog, veća je industrijska vrijednost. Rudarski inženjeri smatraju da je takozvano „otvaranje“ važno hemijsko svojstvo, odnosno koliko je lako izdvojiti aluminijumske okside iz rudnog materijala.

Unatoč činjenici da boksiti nemaju stalan sastav, njihova fizička svojstva su svedena na sljedeće pokazatelje:

Zanimljivo je da fizički status nema nikakve veze sa korisnošću i vrijednošću boksita. To je zbog činjenice da se prerađuju u drugi materijal čija se svojstva značajno razlikuju od izvorne stijene.

Svjetske rezerve i proizvodnja

Uprkos činjenici da je potražnja za aluminijumom u stalnom porastu, rezerve njegove primarne rude su dovoljne da zadovolje ovu potrebu za još nekoliko vekova, ali ne manje od 100 godina proizvodnje.

Američki geološki zavod objavio je podatke prema kojima svjetski resursi boksita iznose 55-75 milijardi tona. Štaviše, većina njih je koncentrisana u Africi (32%). Okeanija čini 23%, Karibi i Južna Amerika 21%, azijski kontinent 18%, a ostali regioni 6%.

Optimizam uliva i implementacija procesa recikliranja aluminijuma, koji će usporiti iscrpljivanje prirodnih rezervi primarne aluminijumske rude (i ujedno uštedjeti potrošnju energije).

Prvih deset zemalja koje se bave iskopavanjem boksita, koje zastupa isti američki Geološki zavod, izgledale su ovako 2016. godine.

Vijetnam je vrlo perspektivan, završavajući 2016. sa 1.500 hiljada metričkih tona. Ali Malezija, koja je bila treća 2015. godine, naglo je smanjila razvoj boksita zbog očekivanja strogih ekoloških zakona i danas zauzima 15. mjesto na svjetskoj rang listi.

Boksiti se, po pravilu, kopaju na otvorenim kopovima. Da bi se dobila radna platforma, sloj rude se eksplodira na dubini od 20 cm, a zatim selektuje. Komadi minerala se drobe i sortiraju: otpadna stijena (tzv. "jalovina") ispire se strujom vode za ispiranje, a gusti dijelovi rude ostaju na dnu postrojenja za koncentraciju.

Najdrevnija ležišta boksita u Rusiji datiraju iz pretkambrija. Nalaze se u Istočnim Sajanima (nalazište Bokson). Mlađa ruda aluminijuma, iz srednjeg i gornjeg devona, nalazi se na severnom i južnom Uralu, u oblastima Arhangelsk, Lenjingrad i Belgorod.

Industrijska primjena

Iskopani boksiti se prema njihovoj naknadnoj komercijalnoj upotrebi dijele na metalurške, abrazivne, kemijske, cementne, vatrostalne itd.

Njihova glavna upotreba, koja čini 85% svjetskog razvoja, je da služe kao sirovina za proizvodnju glinice (glinice).

Tehnološki lanac izgleda ovako: boksit se zagrijava sa kaustičnom sodom, zatim filtrira, čvrsti ostatak se istaloži i kalcinira. Ovaj proizvod je bezvodni aluminij, pretposljednja transformacija u ciklusu proizvodnje aluminija.

Nakon toga, ostaje ga uroniti u kupku od rastopljenog prirodnog ili sintetičkog kriolita i, pomoću elektrolitičke redukcije, izolirati sam metal.

Prvi koji je otkrio ovu tehnologiju 1860. godine bio je francuski hemičar Henri Saint-Clair Deville. Zamijenio je skup proces u kojem se aluminijum proizvodi u vakuumu iz kalijuma i natrijuma.

Sljedeća važna upotreba boksita je kao abraziv.

Kada se glinica kalcinira, rezultat je sintetički korund, vrlo tvrd materijal sa faktorom 9 na Mohsovoj skali. Usitnjava se, odvaja i dalje unosi u sastav brusnog papira i raznih praškova i suspenzija za poliranje.

Sinterovan, u prahu i spojen u okrugle granule, boksit je takođe odličan abraziv za pjeskarenje. Idealan je za površinsku obradu i zbog svog sfernog oblika smanjuje habanje opreme za pjeskarenje.

Druga važna svrha boksita je da učestvuje kao propant (materijal koji ne dozvoljava zatvaranje posebno stvorenih rasjeda) u procesu proizvodnje nafte hidrauličkim lomljenjem. U ovom slučaju, obrađene čestice boksitnog kamena pokazuju otpornost na hidraulički pritisak i omogućavaju da pukotine ostanu otvorene onoliko dugo koliko je potrebno za oslobađanje nafte.

Boksiti su također neophodni za stvaranje vatrostalnih proizvoda. Spaljena glinica može izdržati temperature do 1780 C. Ovo svojstvo se koristi kako za proizvodnju cigle i betona, tako i za izradu opreme za metaluršku industriju, specijalnog stakla, pa čak i vatrootporne odjeće.

Zaključak

Hemičari i tehnolozi neprestano traže adekvatne zamjene za boksit, koji ne bi bili inferiorni po svojim svojstvima. Istraživanja su omogućila da se otkrije da se glineni materijali, pepeo iz elektrana i uljni škriljci mogu koristiti za proizvodnju glinice.

Međutim, cijena cijelog tehnološkog lanca je višestruko veća. Silicijum karbid je dobro radio kao abraziv, a sintetički mulit kao vatrostalni materijal. Naučnici se nadaju da će prije nego što prirodni resursi boksita budu potpuno iscrpljeni, biti pronađena ekvivalentna zamjena.

U savremenoj industriji aluminijumska ruda je najtraženija sirovina. Brzi razvoj nauke i tehnologije proširio je obim njene primene. Što je aluminijska ruda i gdje se kopa opisano je u ovom članku.

Industrijska vrijednost aluminijuma

Aluminijum se smatra najčešćim metalom. Po broju naslaga u zemljinoj kori zauzima treće mjesto. Aluminijum je svima poznat i kao element u periodnom sistemu, koji spada u lake metale.

Ruda aluminijuma je prirodna sirovina iz koje se dobija.Uglavnom se vadi iz boksita koji u najvećoj količini sadrže aluminijumske okside (aluminijum oksid) - 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 mnogo manje glinice.

U obojenoj metalurgiji aluminijum zauzima prvo mesto. 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 roba široke potrošnje. Aluminij se također široko koristi u elektrotehnici.

Da bismo shvatili važnost aluminija za čovječanstvo, dovoljno je pobliže pogledati kućne predmete koje svakodnevno koristimo. Veliki broj predmeta za domaćinstvo je napravljen od aluminijuma: to su delovi za električne uređaje (frižider, veš mašina, itd.), Posuđe, sportska oprema, suveniri, elementi enterijera. Aluminij se često koristi za proizvodnju raznih vrsta kontejnera i ambalaže. Na primjer, limenke ili posude od folije za jednokratnu upotrebu.

Vrste aluminijskih ruda

Aluminijum se nalazi u više od 250 minerala. Od njih su za industriju najvredniji boksit, nefelin i alunit. Zaustavimo se na njima detaljnije.

boksitne rude

Aluminijum se ne nalazi u prirodi u svom čistom obliku. Uglavnom se dobija iz rude aluminijuma - boksita. To je mineral koji se uglavnom sastoji od aluminijskih hidroksida, kao i oksida željeza i silicija. Zbog visokog sadržaja glinice (od 40 do 60%), boksit se koristi kao sirovina za proizvodnju aluminijuma.

Fizička svojstva aluminijske rude:

• neprozirni mineral crvene i sive boje raznih nijansi;
• tvrdoća najtrajnijih uzoraka je 6 na mineraloškoj skali;
• gustina boksita, u zavisnosti od hemijskog sastava, kreće se od 2900-3500 kg/m³.

Ležišta rude boksita su koncentrisana u ekvatorijalnim i tropskim zonama zemlje. Starija ležišta nalaze se na teritoriji Rusije.

Kako nastaje boksitna aluminijska ruda

Boksiti nastaju od monohidrata aluminijevog hidrata, bemita i dijaspore, trihidrata hidrata - hidrargilita i pratećih minerala hidroksida i željeznog oksida.

U zavisnosti od sastava prirodnih elemenata, razlikuju se tri grupe ruda boksita:

1. Monohidratni boksiti - sadrže glinicu u obliku monohidrata.
2. Trihidrat - takvi minerali se sastoje od glinice u trovodnom obliku.
3. Mješoviti - ova grupa uključuje prethodne aluminijske rude u kombinaciji.

Naslage sirovina nastaju kao rezultat trošenja kiselih, alkalnih, a ponekad i bazičnih stijena, ili kao rezultat postepenog taloženja velike količine glinice na dno mora i jezera.

Rude alunita

Ova vrsta naslaga sadrži do 40% aluminijum oksida. Ruda alunita nastaje u vodnom basenu i priobalnim zonama u uslovima intenzivne hidrotermalne i vulkanske aktivnosti. Primjer takvih naslaga je jezero Zaglinskoye na Malom Kavkazu.

Rasa je porozna. Uglavnom se sastoji od kaolinita i hidroliske. Od industrijskog interesa su rude sa sadržajem alunita većim od 50%.

Nefelin

To je ruda aluminijuma magmatskog porekla. To je potpuno kristalna alkalna stijena. Ovisno o sastavu i tehnološkim karakteristikama prerade, razlikuje se nekoliko vrsta nefelinske rude:

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

Svjetska proizvodnja aluminijskih ruda

Prvi put je ruda aluminijuma iskopana u prvoj polovini 19. veka na jugoistoku Francuske, u blizini grada Boksa. Odatle dolazi naziv boksit. U početku je ovaj razvoj bio spor. Ali kada je čovječanstvo shvatilo kakva je aluminijska ruda korisna za proizvodnju, opseg aluminija se značajno proširio. Mnoge zemlje su počele da traže depozite na svojim teritorijama. Tako je svjetska proizvodnja aluminijskih ruda počela postepeno rasti. Brojke potvrđuju ovu činjenicu. Dakle, ako je 1913. godine globalna količina iskopane rude iznosila 540 hiljada tona, onda je 2014. bila više od 180 miliona tona.

Postepeno se povećavao i broj zemalja koje proizvode aluminijsku rudu. Danas ih ima oko 30. Ali u proteklih 100 godina vodeće zemlje i regioni su se stalno mijenjali. Tako su početkom 20. stoljeća Sjeverna Amerika i Zapadna Evropa bile svjetski lideri u vađenju aluminijske rude i njenoj proizvodnji. Na ove dvije regije otpada oko 98% svjetske proizvodnje. Nekoliko decenija kasnije, Latinska Amerika i Sovjetski Savez postali su lideri u pogledu kvantitativnih pokazatelja industrije aluminijuma. A već 1950-ih i 1960-ih, Latinska Amerika je postala lider u proizvodnji. I 1980-1990-ih. došlo je do brzog prodora u aluminijum i Afriku. U trenutnom svjetskom trendu, glavne zemlje rudarstva aluminija su Australija, Brazil, Kina, Gvineja, Jamajka, Indija, Rusija, Surinam, Venecuela i Grčka.

Ležišta rude u Rusiji

Po proizvodnji ruda aluminijuma, Rusija je na sedmom mestu u svetu. Iako nalazišta ruda aluminijuma u Rusiji daju zemlji metal u velikim količinama, to nije dovoljno za potpuno snabdevanje industrije. Zbog toga je država prinuđena da kupuje boksit u drugim zemljama.

Ukupno 50 rudnih ležišta nalazi se na teritoriji Rusije. Ovaj broj uključuje kako mjesta gdje se mineral vadi, tako i nalazišta koja još nisu razvijena.

Većina rezervi rude nalazi se u evropskom dijelu zemlje. Ovdje se nalaze u regijama Sverdlovsk, Arkhangelsk, Belgorod, u Republici Komi. Svi ovi regioni sadrže 70% svih istraženih rezervi rude u zemlji.

Rude aluminijuma u Rusiji se i dalje kopaju u starim ležištima boksita. Ova područja uključuju Radynskoye polje u Lenjingradskoj oblasti. Takođe, zbog nestašice sirovina, Rusija koristi i druge rude aluminijuma, čija su nalazišta najlošijeg kvaliteta. Ali oni su i dalje prikladni za industrijske svrhe. Dakle, u Rusiji se rude nefelina kopaju u velikim količinama, što takođe omogućava dobijanje aluminijuma.

Aluminij je metal prekriven tupim filmom od srebrnog oksida, čija svojstva određuju njegovu popularnost: mekoća, lakoća, duktilnost, visoka čvrstoća, otpornost na koroziju, električna vodljivost i nedostatak toksičnosti. U modernim visokim tehnologijama, korištenje aluminija zauzima vodeće mjesto kao strukturni, višenamjenski materijal.

Najveća vrijednost za industriju kao izvor aluminija su prirodne sirovine - boksit, komponenta stijene u obliku boksita, alunita i nefelina.

Sorte ruda koje sadrže glinicu

Poznato je više od 200 minerala koji sadrže aluminijum.

Kao izvor sirovine smatra se samo takva stijena koja može ispuniti sljedeće zahtjeve:

Karakteristike prirodne stijene boksita

Kao izvor sirovine mogu poslužiti prirodna ležišta boksita, nefelina, alunita, glina i kaolina. Boksiti su najzasićeniji spojevima aluminija. Gline i kaolini su najčešće stijene sa značajnim sadržajem glinice. Naslage ovih minerala nalaze se na površini zemlje.

Boksit u prirodi postoji samo u obliku binarnog spoja metala sa kiseonikom. Ovo jedinjenje se dobija iz prirodne planine rude u obliku boksita, koji se sastoji od oksida nekoliko hemijskih elemenata: aluminijuma, kalijuma, natrijuma, magnezijuma, gvožđa, titana, silicijuma, fosfora.

U zavisnosti od ležišta, boksiti u svom sastavu sadrže od 28 do 80% glinice. Ovo je glavna sirovina za dobijanje jedinstvenog metala. Kvaliteta boksita kao sirovine za aluminijum zavisi od sadržaja glinice u njemu. Ovo definira fizičko svojstva boksit:

Boksiti, kaolini, gline u svom sastavu sadrže nečistoće drugih spojeva, koji se prilikom prerade sirovina oslobađaju u zasebne industrije.

Samo u Rusiji se koriste ležišta sa naslagama stena, u kojima je glinica niža koncentracija.

Nedavno se glinica počela dobivati ​​iz nefelina, koji, osim glinice, sadrže okside metala kao što su kalij, natrij, silicijum i, ne manje vrijedan, kamen stipse, alunit.

Metode prerade minerala koji sadrže aluminijum

Tehnologija dobijanja čiste glinice iz aluminijske rude nije se promijenila od otkrića ovog metala. Njegova proizvodna oprema se unapređuje, što omogućava dobijanje čistog aluminijuma. Glavne faze proizvodnje za dobijanje čistog metala:

• Vađenje rude iz razvijenih ležišta.
• Primarna prerada otpadnih stijena u cilju povećanja koncentracije glinice je proces oplemenjivanja.
• Dobivanje čiste glinice, elektrolitička redukcija aluminija iz njegovih oksida.

Proces proizvodnje završava se metalom u koncentraciji od 99,99%.

Ekstrakcija i obogaćivanje glinice

Aluminij ili oksidi aluminija ne postoje u prirodi u svom čistom obliku. Ekstrahira se iz aluminijskih ruda hidrohemijskim metodama.

Ležišta rude aluminijuma u ležištima obično eksplodira, obezbjeđujući lokaciju za njeno vađenje na dubini od cca 20 metara, odakle se odabire i stavlja u proces dalje prerade;

• Pomoću posebne opreme (sita, klasifikatori) ruda se drobi i sortira, odbacujući otpadne stijene (jalovinu). U ovoj fazi obogaćivanja glinice koriste se metode ispiranja i prosijavanja, kao ekonomski najisplativije.
• Pročišćena ruda taložena na dnu postrojenja za koncentraciju miješa se sa zagrijanom masom kaustične sode u autoklavu.
• Smjesa se propušta kroz sistem čeličnih posuda visoke čvrstoće. Posude su opremljene parnom košuljicom koja održava potrebnu temperaturu. Tlak pare se održava na nivou od 1,5-3,5 MPa do potpunog prijelaza spojeva aluminija iz obogaćene stijene u natrijum aluminat u pregrijanom rastvoru natrijum hidroksida.
• Nakon hlađenja, tekućina prolazi kroz fazu filtracije, uslijed čega se odvaja čvrsti talog i dobiva se prezasićeni čisti rastvor aluminata. Kada se rezultujućoj otopini dodaju ostaci aluminij hidroksida iz prethodnog ciklusa, razgradnja se ubrzava.
• Za konačno sušenje hidrata glinice koristi se postupak kalcinacije.

Elektrolitička proizvodnja čistog aluminijuma

Čisti aluminijum se dobija kontinuiranim procesom pri čemu se kalciniše aluminijum ulazi u fazu elektrolitičke redukcije.

Moderni elektrolizatori predstavljaju uređaj koji se sastoji od sljedećih dijelova:

Dodatno prečišćavanje aluminijuma rafiniranjem

Ukoliko aluminijum ekstrahovan iz elektrolizera ne ispunjava konačne uslove, podvrgava se dodatnom prečišćavanju rafinacijom.

U industriji se ovaj proces provodi u posebnom elektrolizeru, koji sadrži tri sloja tekućine:

Tokom elektrolize, nečistoće ostaju u anodnom sloju i elektrolitu. Prinos čistog aluminijuma je 95–98%. Razvoj ležišta koje sadrže aluminijum zauzima vodeće mesto u nacionalnoj ekonomiji, zbog svojstava aluminijuma, koji trenutno zauzima drugo mesto posle gvožđa u savremenoj industriji.