Minereu de aluminiu: zăcăminte, minerit. Proprietățile minereului de aluminiu Minereu din care se stoarce aluminiul

Acasă Minereul de aluminiu ocupă un loc special în industria modernă. Datorită anumitor fizice și proprietăți chimice

aluminiul este folosit în multe ramuri ale activității umane. Producția de automobile, inginerie mecanică, construcții și producția multor bunuri de larg consum și aparate de uz casnic nu mai sunt posibile fără utilizarea acestui tip de metal neferos. Exploatarea aluminiului este un proces complex și care necesită forță de muncă.

Caracteristicile minereului de aluminiu Un minereu este o formațiune minerală naturală care conține un metal sau un mineral specific. ÎN formă pură Practic nu există aluminiu în natură, așa că este extras din minereu de aluminiu. ÎN scoarta terestra

• conținutul său este de aproximativ 9%. Astăzi există aproximativ 250 de soiuri de compuși minerali care includ aluminiu, dar nu toate sunt profitabile de prelucrat. Următoarele tipuri de minereu sunt considerate cele mai valoroase pentru industria aluminiului:
• bauxită;
• alunita;

nefelina Bauxită Cel mai adesea este folosit ca materie primă pentru exploatarea metalelor, deoarece conține până la 60% oxizi de aluminiu. Compoziția include, de asemenea, siliciu și oxizi de fier, cuarț, magneziu, sodiu și alte elemente și compuși chimici. În funcție de compoziția lor, bauxita are densități diferite. Culoare stâncă

predominant roșu sau gri. Pentru a produce 1 tonă de aluminiu, sunt necesare 4,5 tone de bauxită. Alunita

minereul nu este departe de bauxită, deoarece conține până la 40% alumină - principalul furnizor de aluminiu. Are o structură poroasă și are multe impurități. Exploatarea aluminiului este profitabilă numai atunci când cantitatea totală de alunită este egală cu cantitatea totală de aditivi.

Este o rocă alcalină de origine magmatică. Ei ocupă locul trei în ceea ce privește conținutul de oxid de aluminiu. Din primul grad de minereu de nefelină, 25% sau mai multă alumină poate fi procesată. Din clasa a doua - până la 25%, dar nu mai puțin de 22%. Toți compușii minerali care conțin oxizi de aluminiu mai mici decât această valoare nu au valoare industrială.

Metode de extragere a aluminiului

Producerea metalului este posibilă numai din alumină, pentru formarea căreia minereul este zdrobit până la o stare de pulbere și încălzit cu abur. Astfel, este posibil să scăpați de cea mai mare parte a siliciului și să lăsați materia primă optimă pentru topirea ulterioară.

Se extrage minereu de aluminiu metoda deschisa, dacă adâncimea este mică. Bauxita și nefelina, datorită structurii lor dense, sunt de obicei tăiate cu ajutorul unui miner de suprafață folosind o metodă de măcinare. Alunitele sunt un tip de rocă afânată, motiv pentru care un excavator de carieră este optim pentru îndepărtarea acesteia. Acesta din urmă încarcă imediat piatra pe basculante pentru a fi transportate în continuare.

După extracția materiilor prime primare, urmează câteva etape obligatorii de prelucrare a rocilor pentru obținerea aluminei:

1. Transport la atelierul pregătitor, unde echipamentul de zdrobire zdrobește roca până la o fracțiune de aproximativ 110 mm.
2. Materiile prime pregătite împreună cu componentele suplimentare sunt trimise pentru prelucrare ulterioară.
3. Roca este sinterizată în cuptoare. Dacă este necesar, minereul de aluminiu este levigat. Aceasta produce o soluție lichidă de aluminat.
4. Următoarea etapă este descompunerea. Ca rezultat, se formează o pastă de aluminat, care este trimisă pentru separarea și evaporarea lichidului.
5. Curățarea de exces de alcali și calcinare în cuptor.

Rezultatul este alumină uscată, gata pentru producția de aluminiu. Etapa finală este tratamentul cu hidroliză. Pe lângă metoda descrisă mai sus, aluminiul este extras și prin metoda minei. Așa se decupează stânca din straturile pământului.

Situri de minerit de aluminiu din Rusia

În clasamentul mondial în ceea ce privește producția de minereu de aluminiu, Rusia ocupă locul șapte. Pe întreg teritoriul au fost explorate aproximativ 50 de zăcăminte, printre care se află încă zăcăminte neamenajate. Cele mai bogate rezerve de minereu sunt concentrate în Regiunea Leningradși în Urali, unde funcționează una dintre cele mai adânci mine de „aluminiu”. Adâncimea acestuia din urmă ajunge la 1550 de metri.

În ciuda larg dezvoltate metalurgia neferoasă și Producția de aluminiu, în special, volumul rezultat nu este suficient pentru a furniza industria întregii țări. Prin urmare, Rusia este nevoită să importe alumină din alte țări. Această nevoie se datorează și calității inferioare a minereului. Unul dintre cele mai profitabile zăcăminte din Urali produce bauxită cu un conținut de 50% alumină. În Italia se exploatează o rocă care conține 64% oxizi de aluminiu.

Aproximativ 80% din masa totală a minereului de aluminiu din Rusia este extrasă în mine închise. Destul de multe zăcăminte sunt situate în Belgorod, Arhangelsk, regiunile Sverdlovsk, precum și Republica Komi. Pe lângă bauxită, se extrag și minereurile de nefelină. Rentabilitatea acestui tip de producție de metal este mai mică, dar rezultatul compensează parțial lipsa de materii prime a țării.

Un loc special în industria aluminiului îl ocupă producția de metal din materiale reciclate. Această metodă economisește în mod semnificativ energie și resurse de minereu și reduce nivelul daunelor cauzate mediu. Aici Rusia rămâne oarecum în urma altor țări, dar performanța majorității întreprinderilor interne se îmbunătățește considerabil în fiecare an.

Producția mondială de minereuri de aluminiu

În ultima sută de ani, nivelul producției de minereu de aluminiu a crescut la niveluri incredibile. Dacă în 1913 volumul global al rocii era de aproximativ 550 de mii de tone, astăzi această cifră depășește 190 de milioane de tone. Aproximativ 30 de țări extrag în prezent minereu de aluminiu. Poziția de lider este ocupată de Guineea (Africa de Vest), unde multe zăcăminte sunt concentrate cu rezerve egale cu 28% din cota mondială.

În ceea ce privește volumele producției directe de minereu, China ar trebui să fie pe primul loc. Astfel, țara „apusului” produce peste 80 de milioane de tone de materii prime pe an. Primele cinci sunt după cum urmează:

• China- 86 milioane tone;
• Australia- 82 milioane tone;
• Brazilia- 31 milioane tone;
• Guineea- 20 milioane tone;
• India- 15 milioane de tone.

Urmează Jamaica cu 9,7 milioane de tone și, în final, Rusia, a cărei producție totală de minereu de aluminiu este de 6-7 milioane de tone. Liderii din industria aluminiului s-au schimbat de-a lungul anilor.

Minereul a fost extras pentru prima dată în Franța, în orașul Box, datorită căruia cel mai comun tip de minereu se numește bauxită. În curând se puteau lăuda cu performanțe mai bune Europa de VestŞi America de Nord. O jumătate de secol mai târziu, liderul incontestabil a devenit America Latină. Acum Africa, Australia, China și alte țări dezvoltate au preluat conducerea.

Metalele neferoase sunt o parte integrantă a industriei moderne. Fără ele, dezvoltarea multor industrii nu ar fi posibilă. Aluminiul, ca metal ușor, durabil și funcțional, este considerat un material structural cheie al timpului prezent.

SCURT INFORMATII ISTORICE. Cu aproximativ 1900 de ani în urmă, Pliniu cel Bătrân a numit pentru prima dată alaunul, folosit ca mordant pentru vopsirea țesăturilor, „alumen”. 1500 de ani mai târziu, naturalistul elvețian Paracelsus a descoperit că alaunul conține oxid de aluminiu. Aluminiul pur a fost extras pentru prima dată din bauxită de omul de știință danez G. Oersted în 1825. În 1865, chimistul rus N. Beketov a obținut aluminiu prin înlocuirea acestuia cu magneziu din criolitul topit (Na 3 AlF 6). Această metodă și-a găsit aplicație industrială în Germania și Franța la sfârșitul secolului al XIX-lea. La mijlocul secolului al XIX-lea. aluminiul era considerat un metal rar și chiar prețios. În prezent, aluminiul este al doilea după fier în ceea ce privește producția globală.

GEOCHIMIE. Aluminiul este unul dintre elementele cele mai abundente din scoarța terestră. Claritatea sa este de 8,05%. În condiții naturale, este reprezentat de un singur izotop, 27 Al.

În condiții endogene, aluminiul este concentrat predominant în roci alcaline care conțin nefeline și leucit, precum și în unele soiuri de roci de bază (anortozite etc.). Se acumulează mase semnificative de aluminiu din cauza proceselor de alunitizare asociate cu prelucrarea hidrotermală a formațiunilor vulcanice acide. Cele mai mari acumulări de aluminiu se observă în cruste de intemperii reziduale și redepuse de roci acide, alcaline și bazice.

În procesul sedimentar, alumina se dizolvă și este transportată numai în acizi (pH< 4) или сильно щелочных (pH >9.5) soluţii. Precipitarea hidroxizilor de aluminiu începe la pH = 4,1. În prezența SiO 2, solubilitatea Al 2 O 3 crește, iar în prezența CO 2 scade. Al 2 O 3 coloidal în comparație cu SiO 2 coloidal este mai puțin stabil și se coagulează mai repede. Prin urmare, în procesul migrației lor comune, are loc separarea acestor elemente. Datorită mobilității geochimice diferite a compușilor de aluminiu, fier și mangan, diferențierea acestora are loc în zona de coastă a bazinelor de sedimentare. Bauxita se acumulează mai aproape de mal, în partea superioară a raftului - minereuri de fier, iar în partea de jos a raftului - minereuri de mangan. Hidroxizii de aluminiu au o capacitate de adsorbție semnificativă. Mineralele care alcătuiesc bauxitele conțin în mod constant Fe, V, Cr, Zn, Mn, Cu, Sn, Ti, B, Mg, Zr, P etc. în cantități variabile.

MINERALOGIE. Aluminiul este o componentă a aproximativ 250 de minerale. Cu toate acestea, doar câteva dintre ele sunt de importanță industrială: diasporă și boemită, gibbsite (hidrgillita), nefelină, leucită, alunită, andaluzită, cianită, sillimanită etc.

Diaspora HAlO 2 (conținut de Al 2 O 3 85%) cristalizează în sistemul ortorombic, obiceiul cristalelor este lamelar, tabular, în formă de ac, agregatele sunt cu frunze, criptocristaline, stalactitice. Culoarea mineralului este albă, cenușie, cu un amestec de Mn sau Fe - gri, roz, maro, sticlos până la luciu de diamant, duritate 6,5–7, greutate specifică 3,36 g/cm 3 .

Boehmit AlOOH – modificare polimorfă a diasporei (pe numele de familie Boehm), cristale lamelare, agregate criptocristaline, în formă de fasole, culoare albă, duritate 3,5–4, greutate specifică ~ 3 g/cm 3 . Formată în timpul alterării hidrotermale a nefelinei.

Gibbsite (hidrgilită) Al(OH) 3 (Al 2 O 3 64,7%) cristalizează într-un sistem monoclinal, mai rar într-un sistem triclinic, cristale pseudohexagonale, agregate lamelare și columnare, asemănătoare porțelanului, noduli pământi, sinterizați, în formă de vierme, sferoidale, duritate 2,5 –3, greutate specifică 2,4 g/cm3.

Nefelina Na (Al 2 O 3 34%) cristalizează în sistem hexagonal, cristalele sunt prismatice, coloane scurte, tabulare groase, incolore, cenușii, roșu-carne, luciu de la sticlos la gras, duritate 5,5–6, greutate specifică 2,6 g/cm 3.

Leucit K (Al 2 O 3 23,5%) – silicat cadru, izostructural cu analcima; cristale - tetragontrioctaedre, dodecaedre. Culoarea mineralului este albă, gri, duritate 5,5–6, greutate specifică 2,5 g/cm 3 .

Alunita KAl 3 (OH) 6 2 (Al 2 O 3 37%) cristalizează în sistem trigonal, cristalele sunt tabulare, romboedrice sau lenticulare, agregatele sunt dense și granulare. Culoarea mineralului este alb, cenușiu, gălbui, maro, lucios sticlos până la sidefat, duritate 3,5–4, greutate specifică 2,9 g/cm 3 . Se găsește în crusta de intemperii, unde H 2 SO 4 este abundent.

andaluzită Al 2 O (în provincia Andaluzia, Spania) este una dintre cele trei modificări polimorfe ale silicatului de aluminiu (andaluzit, cianită și silimanit), format la cea mai scăzută presiune și temperatură. Aluminiul este ușor înlocuit cu Fe și Mn. Cristalizează în sistemul rombic, cristalele sunt agregate columnare, fibroase, granulare și radiant-colonare, de culoare roz, luciu sticlos, duritate 6,5–7, greutate specifică 3,1 g/cm 3 .

Cele mai importante minereuri de aluminiu sunt bauxita - o rocă formată din hidroxizi de aluminiu, oxizi și hidroxizi de fier și mangan, cuarț, opal, aluminosilicați etc. compozitia minerala Există diaspore, boehmite, gibbsite și bauxite complexe, constând din două sau trei dintre mineralele enumerate. Alumina amorfă, care face parte din mineralele industriale de aluminiu, îmbătrânește în timp, drept urmare se transformă în boehmit, iar aceasta din urmă se transformă în gibbsit.

APLICAȚIE INDUSTRIALĂ. Aluminiul, datorită ușurinței sale (densitate 2,7 g/cm3), conductivității electrice ridicate, rezistenței mari la coroziune și rezistenței mecanice suficiente (în special în aliajele cu Cu, Mg, Si, Mn, Ni, Zn etc.), și-a găsit o utilizare largă. în diverse industrii. Principalele domenii de aplicare ale aluminiului și aliajelor sale sunt: ​​automobile, nave, aeronave și inginerie mecanică; constructii (structuri portante); producerea de materiale de ambalare (recipiente, folie); inginerie electrică (sârme, cablu); producția de articole de uz casnic; industria de apărare.

RESURSE ȘI REZERZE. Principala materie primă a industriei globale a aluminiului este bauxita. Bauxita propriu-zisă include roci aluminoase care conțin cel puțin 28% Al 2 O 3. Aluminiul se obține și din minereuri de nefelină și alunită. A fost dezvoltată o metodă de inginerie electrică pentru producerea aluminiului din silimanit, andaluzit, șisturi cristaline și gneisuri de cianită și alte surse de alumină non-bauxită. Bauxitele, de regulă, formează depozite suprafețe care ajung la suprafață sau sunt doar ușor acoperite, drept urmare descoperirea lor și stabilirea caracteristicilor industriale ale depozitelor este o sarcină relativ simplă.

Resursele mondiale de bauxită sunt estimate la 55-75 de miliarde de tone. Aproximativ 33% dintre acestea sunt concentrate în America de Sud și Centrală, 27% în Africa, 17% în Asia, 13% în Australia și Oceania și doar 10% în Europa și Nord. Europa.

Rezervele totale de bauxită din lume sunt de 62,2 miliarde de tone, iar rezervele dovedite sunt de 31,4 miliarde de tone. Primele șase țări cu cele mai mari rezerve includ Guineea, Australia, Brazilia, Jamaica, India și Indonezia (Tabelul 8). Aceste țări sunt principalii furnizori de bauxită gibbsite pe piața mondială. Alte țări care produc bauxită, cum ar fi China și Grecia, folosesc bauxită cu diasporă boehmită. Rusia nu are suficiente rezerve de bauxită pentru consumul intern, iar ponderea sa în balanța mondială a acestei materii prime este mai mică de 1%.

Depozitele unice includ zăcăminte cu rezerve de bauxită de peste 500 milioane tone, mari – 500–50 milioane tone, medii – 50–15 milioane tone și mici – mai puțin de 15 milioane tone.

MINIERE ȘI PRODUCȚIE. Producția mondială de bauxită 1995–2000 s-au ridicat la 110–120 de milioane de tone Principalii producători de bauxită au fost Australia, Guineea, Jamaica, Brazilia și China. Volumul de producție al acestei specii materii prime mineraleîn Rusia a fost de aproximativ 4-5 milioane de tone, în timp ce în Australia a fost de 43 de milioane de tone. În Australia, cea mai mare companie minieră este « Alcan Aluminiu».

În Rusia, dezvoltarea și extracția bauxitei se efectuează la zăcămintele din Ural OJSC „Sevuralboxytruda” (SUBR)și OJSC „Minele de bauxită din Uralul de Sud” (YBR), unde rezervele dovedite pot asigura exploatarea minelor timp de 25–40 de ani. Bauxita este extrasă folosind metoda minării de la adâncimi mari.

Producția de alumină în lume din diverse surse minerale în 1995-2000. s-au ridicat la 43–45 de milioane de tone În Australia, care este liderul mondial fără îndoială, principalii producători de alumină sunt companii « Alcoa» , « Reynolds Metalele» Şi « Comalco» .

METALOLOGIA ȘI Vârstele de formare a minereurilor. Condițiile cele mai favorabile pentru formarea depozitelor de bauxită au apărut în stadiul incipient al etapei geosinclinale, când s-au format depozite geosinclinale de materii prime minerale de alumină, precum și în stadiul platformei, când au apărut depozite de laterită și sedimentare.

Aluminiul este un metal acoperit cu o peliculă de oxid de argint mat, ale cărui proprietăți îi determină popularitatea: moliciune, ușurință, ductilitate, rezistență ridicată, rezistență la coroziune, conductivitate electrică și lipsă de toxicitate. În modern tehnologie înaltă Utilizarea aluminiului are un loc de frunte ca material structural, multifuncțional.

Cea mai mare valoare pentru industrie ca sursă de aluminiu o reprezintă materiile prime naturale - bauxită, o componentă de rocă sub formă de bauxită, alunită și nefelină.

Soiuri de minereuri care conțin alumină

Sunt cunoscute peste 200 de minerale care conțin aluminiu.

Numai roca care poate îndeplini următoarele cerințe este considerată sursă de materie primă:

• Materiile prime naturale trebuie să aibă un conținut ridicat de oxizi de aluminiu;
• Depozitul trebuie să corespundă fezabilității economice a dezvoltării sale industriale.
• Roca trebuie să conțină materie primă de aluminiu într-o formă care poate fi extrasă în forma sa pură prin metode cunoscute.

Caracteristica rocii naturale bauxite

Depozitele naturale de bauxită, nefelină, alunită, argilă și caolin pot servi drept sursă de materii prime. Bauxita este cea mai saturată cu compuși de aluminiu. Argilele și caolinii sunt cele mai comune roci cu un conținut semnificativ de alumină. Depozitele acestor minerale se găsesc pe suprafața pământului.

Bauxităîn natură există doar sub formă de compus binar de metal cu oxigen. Acest compus este extras din munte natural minereu sub formă de bauxită, constând din oxizi de mai mulți elemente chimice: aluminiu, potasiu, sodiu, magneziu, fier, titan, siliciu, fosfor.

În funcție de depozit, bauxita conține de la 28 la 80% alumină. Aceasta este principala materie primă pentru obținerea unui metal unic. Calitatea bauxitei ca materie primă din aluminiu depinde de conținutul său de alumină. Aceasta determină fizicul proprietăți bauxită:

• Mineralul are o structură cristalină ascunsă sau este în stare amorfă. Multe minerale au forme întărite de hidrogeluri de compoziție simplă sau complexă.
• Culoarea bauxitei la diferite site-uri miniere variază de la aproape alb la roșu închis. Există depozite cu o culoare neagră a mineralului.
• Densitatea mineralelor care conțin aluminiu depinde de acestea compozitia chimicași este de aproximativ 3.500 kg/m3.
• Compoziția chimică și structura bauxitei determină solidul proprietăți mineral. Cele mai puternice minerale au o duritate de 6 unități pe scara acceptată în mineralogie.
• Ca mineral natural, bauxita are o serie de impurități, cel mai adesea acestea sunt oxizi de fier, calciu, magneziu, mangan și impurități ale compușilor de titan și fosfor.

Bauxiții, caolinii și argilele conțin impurități ale altor compuși, care sunt separate în industrii separate în timpul procesării materiilor prime.

Numai în Rusia se folosesc depozite cu depozite de rocă care conțin concentrații mai mici de alumină.

Recent, alumina a început să fie obținută din nefeline, care, pe lângă alumină, conțin oxizi de metale precum potasiu, sodiu, siliciu și, nu mai puțin valoroase, piatră de alaun, alunită.

Metode de prelucrare a mineralelor care conțin aluminiu

Tehnologia de producere a aluminei pure din minereu de aluminiu nu s-a schimbat de la descoperirea acestui metal. Echipamentul său de producție este îmbunătățit, permițându-i să producă aluminiu pur. Principalele etape de producție pentru obținerea metalului pur:

• Extragerea minereului din zăcăminte dezvoltate.
• Prelucrarea primară a rocilor sterile în scopul creșterii concentrației de alumină este un proces de îmbogățire.
• Prepararea aluminei pure, reducerea electrolitică a aluminiului din oxizii săi.

Procesul de producție se încheie cu metal cu o concentrație de 99,99%.

Exploatarea și valorificarea aluminei

Alumina sau oxizii de aluminiu nu există în natură în forma lor pură. Este extras din minereurile de aluminiu prin metode hidrochimice.

Zăcăminte de minereu de aluminiu în zăcăminte de obicei explodează, oferind un loc pentru extragerea acestuia la o adâncime de aproximativ 20 de metri, de unde este selectat și lansat în procesul de prelucrare ulterioară;

• Folosind echipamente speciale (sicre, clasificatoare), minereul este zdrobit și sortat, aruncând roca sterilă (decantare). În această etapă de îmbogățire cu alumină, metodele de spălare și cernere sunt utilizate ca fiind cele mai avantajoase din punct de vedere economic.
• Minereul purificat depus la fundul instalației de concentrare este amestecat cu o masă încălzită de sodă caustică într-o autoclavă.
• Amestecul este trecut printr-un sistem de vase din oțel de înaltă rezistență. Vasele sunt echipate cu o manta de abur care mentine temperatura ceruta. Presiunea aburului este menținută la 1,5-3,5 MPa până când compușii de aluminiu sunt complet transferați din roca îmbogățită în aluminatul de sodiu într-o soluție de hidroxid de sodiu supraîncălzită.
• După răcire, lichidul trece printr-o etapă de filtrare, în urma căreia sedimentul solid este separat și se obține o soluție suprasaturată de aluminat pur. Prin adăugarea de reziduuri de hidroxid de aluminiu din ciclul anterior la soluția rezultată, descompunerea este accelerată.
• Pentru uscarea finală a hidratului de oxid de aluminiu, se utilizează o procedură de calcinare.

Producția electrolitică de aluminiu pur

Aluminiul pur este produs printr-un proces continuu care produce aluminiu calcinat intră în stadiul de reducere electrolitică.

Electrolizoarele moderne sunt un dispozitiv format din următoarele părți:

• Fabricat din carcasă de oțel căptușită cu blocuri și plăci de cărbune. În timpul funcționării, pe suprafața corpului băii se formează o peliculă densă de electrolit înghețat, protejând căptușeala de distrugerea de către topirea electrolitului.
• Un strat de aluminiu topit la fundul băii, de 10–20 cm grosime, servește drept catod în această instalație.
• Curentul este furnizat topiturii de aluminiu prin blocuri de carbon și tije de oțel încorporate.
• Anozii, suspendați pe un cadru de fier folosind știfturi de oțel, sunt prevăzuți cu tije conectate la un mecanism de ridicare. Pe măsură ce arderea continuă, anodul se mișcă în jos, iar tijele sunt folosite ca element pentru alimentarea curentului.
• În ateliere, electrolizoarele sunt instalate secvenţial pe mai multe rânduri (două sau patru rânduri).

Purificare suplimentară a aluminiului prin rafinare

Dacă aluminiul extras din electrolizoare nu îndeplinește cerințele finale, acesta este supus unei epurări suplimentare prin rafinare.

În industrie, acest proces se realizează într-un electrolizor special, care conține trei straturi de lichid:

• Partea de jos – aluminiu rafinat cu adaos de aproximativ 35% cupru, servește ca anod. Cuprul este prezent pentru a face stratul de aluminiu mai greu; cuprul nu se dizolvă în aliajul anodului;
• Stratul mijlociu este un amestec de fluoruri și cloruri de bariu, calciu și aluminiu cu un punct de topire de aproximativ 730 ° C.
• Strat superior - aluminiu rafinat pur o topitură care se dizolvă în stratul anodic și se ridică în sus. Acesta servește drept catod în acest circuit. Curentul este furnizat de un electrod de grafit.

În timpul procesului de electroliză, impuritățile rămân în stratul anodic și electrolit. Randamentul de aluminiu pur este de 95–98%. Dezvoltarea depozitelor care conțin aluminiu ocupă un loc de frunte în economie nationala, datorită proprietăților aluminiului, care în prezent ocupă locul al doilea după fier în industria modernă.

În industria modernă, minereul de aluminiu este cea mai populară materie primă. Dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei a făcut posibilă extinderea domeniului de aplicare a acesteia. Ce este minereul de aluminiu și unde este extras este descris în acest articol.

Importanța industrială a aluminiului

Aluminiul este considerat cel mai comun metal. Se situează pe locul trei în ceea ce privește numărul de depozite din scoarța terestră. Aluminiul este, de asemenea, cunoscut de toată lumea ca un element din tabelul periodic, care aparține metalelor ușoare.

Minereul de aluminiu este materia primă naturală din care se obține acest metal. Este extras în principal din bauxită, care conține oxizi de aluminiu (alumină). cel mai mare număr– de la 28 la 80%. Alte roci - alunita, nefelina si nefelina-apatita sunt de asemenea folosite ca materii prime pentru producerea aluminiului, dar sunt de o calitate mai slaba si contin mult mai putina alumina.

Aluminiul ocupă primul loc în metalurgia neferoasă. Faptul este că, datorită caracteristicilor sale, este folosit în multe industrii. Astfel, acest metal este utilizat în ingineria transporturilor, producția de ambalaje, construcții și pentru fabricarea diferitelor bunuri de larg consum. Aluminiul este, de asemenea, utilizat pe scară largă în inginerie electrică.

Pentru a înțelege importanța aluminiului pentru umanitate, este suficient să aruncăm o privire mai atentă asupra lucrurilor de uz casnic pe care le folosim în fiecare zi. Multe articole de uz casnic sunt realizate din aluminiu: acestea sunt piese pentru aparate electrice (frigider, mașină de spălat, etc.), vase, echipamente sportive, suveniruri, elemente de interior. Aluminiul este adesea folosit pentru producție diferite tipuri containere și ambalaje. De exemplu, conserve sau recipiente din folie de unică folosință.

Tipuri de minereuri de aluminiu

Aluminiul se găsește în peste 250 de minerale. Dintre acestea, cele mai valoroase pentru industrie sunt bauxita, nefelina și alunita. Să le privim mai detaliat.

Minereu de bauxită

Aluminiul nu se găsește în natură în forma sa pură. Se obține în principal din minereu de aluminiu - bauxită. Este un mineral care constă în principal din hidroxizi de aluminiu, precum și oxizi de fier și siliciu. Datorită conținutului ridicat de alumină (40 până la 60%), bauxita este folosită ca materie primă pentru producția de aluminiu.

Proprietățile fizice ale minereului de aluminiu:

• minerale opace de culori roșii și gri de diferite nuanțe;
• duritatea celor mai puternice probe este de 6 pe scara mineralogică;
• Densitatea bauxitei, în funcție de compoziția chimică, variază între 2900-3500 kg/m³.

Zăcămintele de minereu de bauxită sunt concentrate în ecuatorial și zona tropicala teren. Mai multe zăcăminte antice sunt situate în Rusia.

Cum se formează minereul de aluminiu de bauxită?

Bauxita este formată din hidrat de alumină monohidrat, boehmit și diasporă, hidrat trihidrat - hidrargilit și minerale asociate hidroxid și oxid de fier.

În funcție de compoziția elementelor care formează natura, se disting trei grupuri de minereuri de bauxită:

1. Bauxita monohidrat – conține alumină sub formă monohidrat.
2. Trihidrat - astfel de minerale constau din alumină sub formă de trihidrat.
3. Mixt - acest grup include minereurile de aluminiu anterioare în combinație.

Depozitele de materii prime se formează din cauza intemperiilor rocilor acide, alcaline și uneori bazice sau ca urmare a depunerii treptate a unor cantități mari de alumină pe fundul mării și al lacurilor.

Minereuri de alunită

Acest tip de depozit conține până la 40% oxid de aluminiu. Se formează minereu de alunită în bazin cu apăŞi zonele de coastăîn condiţii de hidrotermal intens şi activitate vulcanică. Un exemplu de astfel de depozite este Lacul Zaglinskoye din Caucazul Mic.

Roca este poroasă. Constă în principal din caoliniți și hidromice. Minereul cu un conținut de alunită de peste 50% este de interes industrial.

Nefelina

Acesta este un minereu de aluminiu de origine magmatică. Este o rocă alcalină complet cristalină. În funcție de compoziția și caracteristicile tehnologice ale prelucrării, se disting mai multe grade de minereu de nefelină:

• clasa I – 60–90% nefelină; conține mai mult de 25% alumină; prelucrarea se realizează prin sinterizare;
• clasa a II-a – 40–60% nefelină, cantitatea de alumină este puțin mai mică – 22–25%; îmbogățirea este necesară în timpul procesării;
• clasa a treia este mineralele nefeline, care nu reprezintă nicio valoare industrială.

Producția mondială de minereuri de aluminiu

Minereul de aluminiu a fost extras pentru prima dată în prima jumătate a secolului al XIX-lea în sud-estul Franței, lângă orașul Box. De aici provine denumirea de bauxită. Această industrie s-a dezvoltat pentru prima dată într-un ritm lent. Dar când omenirea a apreciat ce minereu de aluminiu era util pentru producție, domeniul de aplicare a aluminiului sa extins semnificativ. Multe țări au început să caute depozite pe teritoriile lor. Astfel, producția mondială de minereuri de aluminiu a început să crească treptat. Cifrele confirmă acest fapt. Astfel, dacă în 1913 volumul global de minereu extras era de 540 de mii de tone, atunci în 2014 era de peste 180 de milioane de tone.

Numărul de țări care extrag minereu de aluminiu a crescut, de asemenea, treptat. Astăzi sunt aproximativ 30 dintre ele Dar în ultimii 100 de ani, țările și regiunile de vârf s-au schimbat constant. Astfel, la începutul secolului XX, liderii mondiali în extracția minereului de aluminiu și producția acestuia erau America de Nord și Europa de Vest. Aceste două regiuni au reprezentat aproximativ 98% din producția globală. După câteva decenii, țările au devenit lideri în ceea ce privește indicatorii cantitativi ai industriei aluminiului. Europa de Est, America Latină și Uniunea Sovietică. Și deja în anii 1950-1960, America Latină a devenit lider în ceea ce privește producția. Și în anii 1980-1990. A existat o descoperire rapidă în industria aluminiului în Australia și Africa. În tendința globală actuală, principalele țări lider în producția de aluminiu sunt Australia, Brazilia, China, Guineea, Jamaica, India, Rusia, Surinam, Venezuela și Grecia.

Zăcăminte de minereu în Rusia

În ceea ce privește producția de minereu de aluminiu, Rusia se află pe locul șapte în clasamentul mondial. Deși zăcămintele de minereu de aluminiu din Rusia oferă țării metal în interior cantitati mari, nu este suficient pentru a furniza pe deplin industria. Prin urmare, statul este obligat să cumpere bauxită din alte țări.

În total, în Rusia există 50 de zăcăminte de minereu. Acest număr include atât locurile în care mineralul este extras, cât și zăcămintele care nu au fost încă dezvoltate.

Majoritatea rezervelor de minereu sunt situate în partea europeană a țării. Aici sunt situate în regiunile Sverdlovsk, Arhangelsk, Belgorod, în Republica Komi. Toate aceste regiuni conțin 70% din rezervele totale de minereu dovedite ale țării.

Minereurile de aluminiu din Rusia sunt încă extrase din vechile zăcăminte de bauxită. Astfel de zone includ câmpul Radynskoye din regiunea Leningrad. De asemenea, din cauza lipsei de materii prime, Rusia folosește alte minereuri de aluminiu, ale căror zăcăminte diferă cea mai proasta calitate zăcăminte minerale. Dar sunt încă potrivite pentru scopuri industriale. Astfel, în Rusia, minereurile de nefelină sunt extrase în cantități mari, ceea ce face posibilă și obținerea de aluminiu.

Orașul francez Les Baux de Provence, situat în sudul țării, a devenit faimos pentru că și-a dat numele mineralului bauxite. Acolo, în 1821, inginerul minier Pierre Berthier a descoperit zăcăminte de minereu necunoscut. Au fost nevoie de încă 40 de ani de cercetare și testare pentru a descoperi posibilitățile noii rase și pentru a o recunoaște ca promițătoare pentru producție industrială aluminiul, care în acei ani era mai scump decât aurul.

Caracteristici și origine

Bauxita este minereul primar de aluminiu. Aproape tot aluminiul care a fost produs vreodată în lume este transformat din ele. Această rocă este o materie primă compozită, caracterizată printr-o structură complexă și eterogenă.

Include oxizi și hidroxizi de aluminiu ca componente principale. Oxizii de fier servesc și ca minerale formatoare de minereu. Și printre cele mai comune impurități:

• siliciu (reprezentat prin cuarț, caolinit și opal);
• titan (sub formă de rutil);
• compuși de calciu și magneziu;
• elemente de pământuri rare;
• mica;
• in cantitati mici galiu, crom, vanadiu, zirconiu, niobiu, fosfor, potasiu, sodiu si pirita.

Prin origine, bauxitele sunt lateritice și carstice (sedimentare). Primele, de înaltă calitate, s-au format în climatul tropicalelor umede ca urmare a transformării chimice profunde a rocilor silicate (așa-numita laterizare). Acestea din urmă sunt de calitate inferioară sunt un produs al intemperiilor, transferului și depunerii straturilor de argilă în locuri noi.

Bauxitele variază în:

1. Stare fizică (stâncoasă, pământoasă, poroasă, liberă, asemănătoare argilosului).
2. Structură (sub formă de fragmente și mazăre).
3. Caracteristici texturale (cu o compoziție omogenă sau stratificată).
4. Densitatea (variază de la 1800 la 3200 kg/m³).

Chimice și proprietăți fizice

Proprietățile chimice ale bauxitei au o gamă largă asociată cu compoziția variabilă a materialului. Cu toate acestea, calitatea mineralelor extrase este determinată în primul rând de raportul dintre conținutul de alumină și silice. Cum mai multa cantitate a primului și mai puțin a celui de-al doilea, cu atât valoarea industrială este mai mare. Important caracteristică chimică inginerii minieri iau în considerare așa-numita „rupabilitate”, adică cât de ușor pot fi extrași oxizii de aluminiu din materialul mineral.

În ciuda faptului că bauxita nu are o compoziție constantă, proprietățile sale fizice se reduc la următorii indicatori:

Interesant este că starea fizică nu are nimic de-a face cu utilitatea și valoarea bauxitei. Acest lucru se explică prin faptul că sunt procesate într-un alt material, ale cărui proprietăți diferă semnificativ de roca originală.

Rezervele și producția mondială

În ciuda faptului că cererea de aluminiu este în continuă creștere, rezervele de minereu primar sunt suficiente pentru a satisface această nevoie pentru încă câteva secole, dar nu mai puțin de 100 de ani de producție.

US Geological Survey a publicat date conform cărora resursele mondiale de bauxită se ridică la 55-75 de miliarde de tone. Mai mult, majoritatea sunt concentrate în Africa (32%). Oceania reprezintă 23%, Caraibe și America de Sud 21%, continentul asiatic 18%, alte regiuni 6%.

Introducerea unui proces de reciclare a aluminiului inspiră și optimism, care va încetini epuizarea rezervelor naturale de minereu primar de aluminiu (și, în același timp, va economisi consumul de energie).

Primele zece țări din minerit de bauxită, reprezentate de același US Geological Survey, arătau așa în 2016.

Vietnamul se arată a fi foarte promițător, terminând anul 2016 cu un indicator de 1.500 de mii de tone metrice. Dar Malaezia, care a fost a treia în 2015, a redus drastic dezvoltarea bauxitei din cauza așteptărilor unor legi stricte de mediu și astăzi ocupă locul 15 în clasamentul mondial.

Bauxita este de obicei extrasă în cariere deschise. Pentru a obține o platformă de lucru, un strat de minereu este sablat la o adâncime de 20 de centimetri și apoi îndepărtat. Bucățile de mineral sunt zdrobite și sortate: roca reziduală (așa-numitele „deșeuri”) este spălată cu un jet de apă de spălare, iar fragmente de minereu dens rămân în partea de jos a instalației de procesare.

Cele mai vechi zăcăminte de bauxită din Rusia datează din epoca precambriană. Sunt situate în Munții Sayan de Est (câmpul Boksonskoye). Minereu de aluminiu mai tânăr, datând din Devonianul mijlociu și superior, se găsește în nordul și Uralii de Sud, în regiunile Arhangelsk, Leningrad și Belgorod.

Aplicație industrială

Bauxitele extrase sunt împărțite în funcție de utilizarea lor comercială ulterioară în metalurgice, abrazive, chimice, cimentare, refractare etc.

Principala lor utilizare, care reprezintă 85% din producția mondială, este aceea de a servi drept materie primă pentru producerea de alumină (oxid de aluminiu).

Lanțul tehnologic arată astfel: bauxita este încălzită cu sodă caustică, apoi filtrată, reziduul solid este precipitat și calcinat. Acest produs este alumina anhidră, penultima transformare din ciclul de producție a aluminiului.

Apoi, nu rămâne decât să-l scufundați într-o baie de criolit natural sau sintetic topit și, prin reducerea electrolitică, să izolați metalul în sine.

Primul care a descoperit această tehnologie în 1860 a fost chimistul francez Henri Saint-Clair Deville. A înlocuit un proces costisitor în care aluminiul era produs în vid din potasiu și sodiu.

Următorul domeniu important de utilizare a bauxitei este ca abrazivi.

Când alumina este calcinată, rezultatul este corindon sintetic, un material foarte dur, cu un rating de 9 pe scara Mohs. Se zdrobește, se separă și apoi se adaugă în compoziție șmirghelși o varietate de pulberi și suspensii pentru lustruire.

Sinterizată, pulverizată și topită în granule rotunde, bauxita este, de asemenea, un abraziv excelent pentru sablare. Este ideal pentru tratarea suprafetelor, iar datorita formei sale sferice reduce uzura echipamentelor de sablare.

Un alt scop important al bauxitei este acela de a participa ca agent de susținere (un material care previne închiderea defectelor create special) în procesul de producere a uleiului prin fracturare hidraulică. În acest caz, particulele de rocă de bauxită tratate rezistă presiunii hidraulice și permit fisurilor să rămână deschise atât timp cât este necesar pentru ca uleiul să scape.

Bauxita este, de asemenea, indispensabilă pentru realizarea de produse rezistente la foc. Alumina arsă poate rezista la temperaturi de până la 1780 C. Această proprietate este utilizată atât pentru producția de cărămizi și beton, cât și pentru crearea de echipamente pentru industria metalurgică, sticla speciala si chiar imbracaminte rezistenta la foc.

Concluzie

Chimiștii și tehnologii caută în mod constant înlocuitori adecvați pentru bauxită, care să nu fie inferioare în proprietățile lor. Cercetările au arătat că materialele de argilă, cenușa centralelor electrice și șisturile bituminoase pot fi folosite pentru a produce alumină.

Cu toate acestea, costul întregului lanț tehnologic este de multe ori mai mare. Carbura de siliciu a funcționat bine ca mulit abraziv și sintetic ca refractar. Oamenii de știință speră că înainte de momentul epuizării complete resurse naturale bauxita va fi găsit un înlocuitor echivalent.

În industria modernă, minereul de aluminiu este cea mai populară materie primă. Dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei a făcut posibilă extinderea domeniului de aplicare a acesteia. Ce este minereul de aluminiu și unde este extras este descris în acest articol.

Importanța industrială a aluminiului

Aluminiul este considerat cel mai comun metal. Se situează pe locul trei în ceea ce privește numărul de depozite din scoarța terestră. Aluminiul este, de asemenea, cunoscut de toată lumea ca un element din tabelul periodic, care aparține metalelor ușoare.

Minereul de aluminiu este o materie primă naturală din care este extras în principal din bauxită, care conține oxizi de aluminiu (alumină) în cea mai mare cantitate - de la 28 la 80%. Alte roci - alunita, nefelina si nefelina-apatita sunt de asemenea folosite ca materii prime pentru producerea aluminiului, dar sunt de o calitate mai slaba si contin mult mai putina alumina.

Aluminiul ocupă primul loc în metalurgia neferoasă. Faptul este că, datorită caracteristicilor sale, este folosit în multe industrii. Astfel, acest metal este utilizat în ingineria transporturilor, producția de ambalaje, construcții și pentru fabricarea diferitelor bunuri de larg consum. Aluminiul este, de asemenea, utilizat pe scară largă în inginerie electrică.

Pentru a înțelege importanța aluminiului pentru umanitate, este suficient să aruncăm o privire mai atentă asupra lucrurilor de uz casnic pe care le folosim în fiecare zi. Multe articole de uz casnic sunt realizate din aluminiu: acestea sunt piese pentru aparate electrice (frigider, mașină de spălat, etc.), vase, echipamente sportive, suveniruri, elemente de interior. Aluminiul este adesea folosit pentru a produce diferite tipuri de containere și ambalaje. De exemplu, conserve sau recipiente din folie de unică folosință.

Tipuri de minereuri de aluminiu

Aluminiul se găsește în peste 250 de minerale. Dintre acestea, cele mai valoroase pentru industrie sunt bauxita, nefelina și alunita. Să le privim mai detaliat.

Minereu de bauxită

Aluminiul nu se găsește în natură în forma sa pură. Se obține în principal din minereu de aluminiu - bauxită. Este un mineral care constă în principal din hidroxizi de aluminiu, precum și oxizi de fier și siliciu. Datorită conținutului ridicat de alumină (40 până la 60%), bauxita este folosită ca materie primă pentru producția de aluminiu.

Proprietățile fizice ale minereului de aluminiu:

• minerale opace de culori roșii și gri de diferite nuanțe;
• duritatea celor mai puternice probe este de 6 pe scara mineralogică;
• Densitatea bauxitei, în funcție de compoziția chimică, variază între 2900-3500 kg/m³.

Zăcămintele de minereu de bauxită sunt concentrate în zonele ecuatoriale și tropicale ale pământului. Mai multe zăcăminte antice sunt situate în Rusia.

Cum se formează minereul de aluminiu de bauxită?

Bauxita este formată din monohidrat de alumină, boehmit și diasporă, hidrargilit trihidrat și minerale asociate hidroxid și oxid de fier.

În funcție de compoziția elementelor care formează natura, se disting trei grupuri de minereuri de bauxită:

1. Bauxita monohidrat - contine alumina sub forma monohidrat.
2. Trihidrat - astfel de minerale constau din alumină sub formă de trihidrat.
3. Mixt - acest grup include minereurile de aluminiu anterioare în combinație.

Depozitele de materii prime se formează din cauza intemperiilor rocilor acide, alcaline și uneori bazice sau ca urmare a depunerii treptate a unor cantități mari de alumină pe fundul mării și al lacurilor.

Minereuri de alunită

Acest tip de depozit conține până la 40% oxid de aluminiu. Minereul de alunită se formează în bazinele acvatice și zonele de coastă în condiții de activitate hidrotermală și vulcanică intensă. Un exemplu de astfel de depozite este Lacul Zaglinskoye din Caucazul Mic.

Roca este poroasă. Constă în principal din caoliniți și hidromice. Minereul cu un conținut de alunită de peste 50% este de interes industrial.

Nefelina

Acesta este un minereu de aluminiu de origine magmatică. Este o rocă alcalină complet cristalină. În funcție de compoziția și caracteristicile tehnologice ale prelucrării, se disting mai multe grade de minereu de nefelină:

• clasa I - 60-90% nefelina; conține mai mult de 25% alumină; prelucrarea se realizează prin sinterizare;
• clasa a doua - 40-60% nefelină, cantitatea de alumină este puțin mai mică - 22-25%; îmbogățirea este necesară în timpul procesării;
• clasa a treia este mineralele nefeline, care nu au valoare industrială.

Producția mondială de minereuri de aluminiu

Minereul de aluminiu a fost extras pentru prima dată în prima jumătate a secolului al XIX-lea în sud-estul Franței, lângă orașul Box. De aici provine denumirea de bauxită. La început s-a dezvoltat într-un ritm lent. Dar când omenirea a apreciat care minereu de aluminiu era util pentru producție, domeniul de aplicare a aluminiului sa extins semnificativ. Multe țări au început să caute depozite pe teritoriile lor. Astfel, producția mondială de minereuri de aluminiu a început să crească treptat. Cifrele confirmă acest fapt. Astfel, dacă în 1913 volumul global de minereu extras era de 540 de mii de tone, atunci în 2014 era de peste 180 de milioane de tone.

Numărul de țări care extrag minereu de aluminiu a crescut, de asemenea, treptat. Astăzi există aproximativ 30 dintre ele. Dar în ultimii 100 de ani, țările și regiunile de vârf s-au schimbat constant. Astfel, la începutul secolului XX, liderii mondiali în extracția minereului de aluminiu și producția acestuia erau America de Nord și Europa de Vest. Aceste două regiuni au reprezentat aproximativ 98% din producția globală. Câteva decenii mai târziu, America Latină și Uniunea Sovietică au devenit lideri în indicatorii cantitativi ai industriei aluminiului. Și deja în anii 1950-1960, America Latină a devenit lider în ceea ce privește producția. Și în anii 1980-1990. a avut loc o descoperire rapidă în aluminiu și Africa. În tendința globală actuală, principalele țări lider în producția de aluminiu sunt Australia, Brazilia, China, Guineea, Jamaica, India, Rusia, Surinam, Venezuela și Grecia.

Zăcăminte de minereu în Rusia

În ceea ce privește producția de minereu de aluminiu, Rusia se află pe locul șapte în clasamentul mondial. Deși zăcămintele de minereu de aluminiu din Rusia oferă țării cantități mari de metal, nu este suficient pentru a furniza pe deplin industria. Prin urmare, statul este obligat să cumpere bauxită din alte țări.

În total, în Rusia există 50 de zăcăminte de minereu. Acest număr include atât locurile în care mineralul este extras, cât și zăcămintele care nu au fost încă dezvoltate.

Majoritatea rezervelor de minereu sunt situate în partea europeană a țării. Aici sunt situate în regiunile Sverdlovsk, Arhangelsk, Belgorod, în Republica Komi. Toate aceste regiuni conțin 70% din rezervele totale de minereu dovedite ale țării.

Minereurile de aluminiu din Rusia sunt încă extrase din vechile zăcăminte de bauxită. Astfel de zone includ câmpul Radynskoye din regiunea Leningrad. De asemenea, din cauza lipsei de materii prime, Rusia folosește și alte minereuri de aluminiu, ale căror zăcăminte sunt zăcăminte minerale de calitate mai proastă. Dar sunt încă potrivite pentru scopuri industriale. Astfel, în Rusia, minereurile de nefelină sunt extrase în cantități mari, ceea ce face posibilă și obținerea de aluminiu.

Aluminiul este un metal acoperit cu o peliculă de oxid de argint mat, ale cărui proprietăți îi determină popularitatea: moliciune, ușurință, ductilitate, rezistență ridicată, rezistență la coroziune, conductivitate electrică și lipsă de toxicitate. În tehnologiile moderne de înaltă, utilizarea aluminiului are un loc de frunte ca material structural, multifuncțional.

Cea mai mare valoare pentru industrie ca sursă de aluminiu o reprezintă materiile prime naturale - bauxită, o componentă de rocă sub formă de bauxită, alunită și nefelină.

Soiuri de minereuri care conțin alumină

Sunt cunoscute peste 200 de minerale care conțin aluminiu.

Numai roca care poate îndeplini următoarele cerințe este considerată sursă de materie primă:

Caracteristica rocii naturale bauxite

Depozitele naturale de bauxită, nefelină, alunită, argilă și caolin pot servi drept sursă de materii prime. Bauxita este cea mai saturată cu compuși de aluminiu. Argilele și caolinii sunt cele mai comune roci cu un conținut semnificativ de alumină. Depozitele acestor minerale se găsesc pe suprafața pământului.

Bauxităîn natură există doar sub formă de compus binar de metal cu oxigen. Acest compus este extras din munte natural minereu sub formă de bauxită, constând din oxizi ai mai multor elemente chimice: aluminiu, potasiu, sodiu, magneziu, fier, titan, siliciu, fosfor.

În funcție de depozit, bauxita conține de la 28 la 80% alumină. Aceasta este principala materie primă pentru obținerea unui metal unic. Calitatea bauxitei ca materie primă din aluminiu depinde de conținutul său de alumină. Aceasta determină fizicul proprietăți bauxită:

Bauxiții, caolinii și argilele conțin impurități ale altor compuși, care sunt separate în industrii separate în timpul procesării materiilor prime.

Numai în Rusia se folosesc depozite cu depozite de rocă care conțin concentrații mai mici de alumină.

Recent, alumina a început să fie obținută din nefeline, care, pe lângă alumină, conțin oxizi de metale precum potasiu, sodiu, siliciu și, nu mai puțin valoroase, piatră de alaun, alunită.

Metode de prelucrare a mineralelor care conțin aluminiu

Tehnologia de producere a aluminei pure din minereu de aluminiu nu s-a schimbat de la descoperirea acestui metal. Echipamentul său de producție este îmbunătățit, permițându-i să producă aluminiu pur. Principalele etape de producție pentru obținerea metalului pur:

• Extragerea minereului din zăcăminte dezvoltate.
• Prelucrarea primară a rocilor sterile în scopul creșterii concentrației de alumină este un proces de îmbogățire.
• Prepararea aluminei pure, reducerea electrolitică a aluminiului din oxizii săi.

Procesul de producție se încheie cu metal cu o concentrație de 99,99%.

Exploatarea și valorificarea aluminei

Alumina sau oxizii de aluminiu nu există în natură în forma lor pură. Este extras din minereurile de aluminiu prin metode hidrochimice.

Zăcăminte de minereu de aluminiu în zăcăminte de obicei explodează, oferind un loc pentru extragerea acestuia la o adâncime de aproximativ 20 de metri, de unde este selectat și lansat în procesul de prelucrare ulterioară;

• Folosind echipamente speciale (sicre, clasificatoare), minereul este zdrobit și sortat, aruncând roca sterilă (decantare). În această etapă de îmbogățire cu alumină, metodele de spălare și cernere sunt utilizate ca fiind cele mai avantajoase din punct de vedere economic.
• Minereul purificat depus la fundul instalației de concentrare este amestecat cu o masă încălzită de sodă caustică într-o autoclavă.
• Amestecul este trecut printr-un sistem de vase din oțel de înaltă rezistență. Vasele sunt echipate cu o manta de abur care mentine temperatura ceruta. Presiunea aburului este menținută la 1,5-3,5 MPa până când compușii de aluminiu sunt complet transferați din roca îmbogățită în aluminatul de sodiu într-o soluție de hidroxid de sodiu supraîncălzită.
• După răcire, lichidul trece printr-o etapă de filtrare, în urma căreia sedimentul solid este separat și se obține o soluție suprasaturată de aluminat pur. Prin adăugarea de reziduuri de hidroxid de aluminiu din ciclul anterior la soluția rezultată, descompunerea este accelerată.
• Pentru uscarea finală a hidratului de oxid de aluminiu, se utilizează o procedură de calcinare.

Producția electrolitică de aluminiu pur

Aluminiul pur este produs printr-un proces continuu care produce aluminiu calcinat intră în stadiul de reducere electrolitică.

Electrolizoarele moderne sunt un dispozitiv format din următoarele părți:

Purificare suplimentară a aluminiului prin rafinare

Dacă aluminiul extras din electrolizoare nu îndeplinește cerințele finale, acesta este supus unei epurări suplimentare prin rafinare.

În industrie, acest proces se realizează într-un electrolizor special, care conține trei straturi de lichid:

În timpul procesului de electroliză, impuritățile rămân în stratul anodic și electrolit. Randamentul de aluminiu pur este de 95–98%. Dezvoltarea zăcămintelor care conțin aluminiu ocupă un loc de frunte în economia națională, datorită proprietăților aluminiului, care în prezent ocupă locul al doilea după fier în industria modernă.