Описание на минерала боксит. Състоянието на суровинната база на руската алуминиева промишленост. Промишлено значение на алуминия

БОКСИТИ [нар района на Les Baux в южната част на Франция, където за първи път са открити находища на боксит], боксит, състоящ се главно от алуминиеви хидроксиди (алуминиев гел, гибзит, бемит, диаспори и др.), оксиди и хидроксиди на желязо и глинести минерали. Цветът е червен в различни нюанси, кафяво-кафяв, по-рядко бял, жълт, сив (до черен). Срещат се под формата на плътни (скалисти) или порести образувания, както и под формата на рохкави земни и глинести маси. Според структурата си те се класифицират като кластични (пелит, пясъчник, чакъл, конгломерат) и конкреционни (оолитни, пизолитни, бобови); по текстура - хомогенни, слоести и други боксити. Плътността варира от 1800 kg/m 3 (рохкава) до 3200 kg/m 3 (скалиста). Според преобладаващия минерален състав бокситите се разграничават: монохидроксид (диаспор, бемит), трихидроксид (гиббсит) и смесен състав (диаспор-бьомит, бемит-гиббсит, шамозит-бьомит, шамозит-гиббсит, гибзит-каолинит, гьотит-шамозит- бемит и др.).

Бокситите се образуват по време на дълбоки химически трансформации (латеритизация) на алумосиликатни скали във влажен тропически климат (латеритни или остатъчни боксити) или по време на преноса на латеритни продукти на изветряне и тяхното повторно отлагане (седиментни боксити). В резултат на наслагването на тези процеси се образуват боксити от смесен (полигенен) тип. Наслагите са листовидни, лещовидни или с неправилна форма (карстови джобове). Качеството на латеритните боксити обикновено е високо (50% $\ce(Al_2O_3)$ и по-високо), седиментните боксити могат да варират от висококачествени (55–75% $\ce(Al_2O_3)$) до нестандартни (по-малко от 37% $\ce (Al_2O_3)$ ). В Русия изискванията за качество на добития (търговски) боксит се определят от GOST, както и от договорните условия между доставчици и потребители. В зависимост от съотношението (тегловно) на съдържанието на алуминиев и силициев диоксид (т.нар. силициев модул), бокситът се разделя на 8 степени. За най-ниския клас (B-6, 2-ри клас), силициевият модул трябва да бъде над 2 със съдържание на алуминиев оксид от най-малко 37%; за боксити с висок клас (B-0, B-00) силициевият модул трябва да бъде над 10 със съдържание на алуминий 50% и повече. В чуждестранните класификации бокситът с модул на силиций над 7 се класифицира като висококачествен.

Бокситните находища според запасите се разделят на големи (над 50 милиона тона), средни (5–50 милиона тона) и малки (до 5 милиона тона). Запасите на най-голямото находище в света Боке (Гвинея) се оценяват на 2,5 млрд. т. 83,7% от запасите са съсредоточени в латеритни отлагания, 9,5% в полигенни отлагания и 6,8% в седиментни отлагания.

Находища на боксит са проучени в повече от 50 страни по света. Общите резерви на боксит се оценяват на 29,3 милиарда тона, потвърдените резерви на 18,5 милиарда тона (втората половина на 2000-те). Най-големите потвърдени запаси са в: Гвинея (7,4 милиарда тона; над 40% от световните резерви), Ямайка (2 милиарда тона; 10,8%), Бразилия (1,9 милиарда тона; 10,3%), Австралия (1,8 милиарда тона; 9,7%) , Индия (0,77 милиарда тона; 4,2%), Гвиана (0,7 милиарда тона; 3,8%), Гърция (0,6 милиарда тона; 3,2%), Суринам (0,58 милиарда тона; 3,1%), Китай (0,53 милиарда тона; 2,8 %). Най-голямата бокситна провинция в света е западноафриканската бокситна провинция (или Гвинея).

В Русия общите запаси на боксит са над 1,4 милиарда тона, доказаните запаси са над 1,1 милиарда тона (началото на 2013 г.). Има 57 находища (включително 4 големи и 7 средни). Основните резерви на боксит са съсредоточени в Свердловска област (около 1/3 от запасите на Руската федерация; седиментни находища на Северно-Уралския бокситоносен район - големи Черемуховское, средни - Красная Шапочка, Калинское, Новокалинское), Коми Република (26% от запасите на Руската федерация; полигенни находища на Вориквинската група на Тиманските бокситоносни зони - големи Вежаю-Вориквинское, средни - Верхнешугорское, Восточное), Архангелска област (18% от запасите на Руската федерация; голямо седиментно находище Иксински), Белгородска област (около 16% от запасите на Руската федерация; голямо латеритно находище Висловское, средно - Мелихово-Шебекинское). Бокситни резерви са открити и в Красноярския и Алтайския край, Кемеровската област, Република Башкортостан и Ленинградската област. Руда руски находищаВ сравнение с чуждестранните аналози, те са с по-ниско качество и по-сложни условия на развитие. Най-богатите руди ($\ce(Al_2O_3)$ 56%) са в находищата на Северен Урал; Най-голямото (около 18% от запасите на Руската федерация) Иксинско находище се състои от боксити с ниско качество.

Световното производство на боксит надхвърля 196 милиона тона годишно (втората половина на 2000-те). Основни страни производителки: Австралия (62,6 милиона тона/година), Китай (27 милиона тона/година), Бразилия (22,8 милиона тона/година), Гвинея (18,2 милиона тона/година), Ямайка (14,9 милиона тона/година), Индия (13,9 милиона тона/година). В Русия добивът на боксит от недрата през 2012 г. възлиза на 5,14 милиона тона; Разработени са 9 находища, 6 от които в Свердловска област.

Алуминият и алуминият се извличат от боксит. Бокситът се използва и в производството на бои, изкуствени абразиви (електрокорунд), като флюси в черната металургия и сорбенти за пречистване на петролни продукти от различни примеси; нискожелезни боксити - за производство на високоалуминиев огнеупор, бързовтвърдяващи цименти и др. Бокситите са комплексни суровини; освен алуминий и желязо, те съдържат галий, както и титан, хром, цирконий, ниобий и редкоземни елементи.

Името на алуминиевия камък идва от името на района, където е открит през 1821 г. от френския геолог Пиер Бертие. Това се случи по време на почивката му в селището Льо Бо. Разхождайки се в покрайнините на селото, Пиер видя скала, която се състоеше от необичаен камък. Благодарение на дългогодишния си опит геологът изследва състава на скалната проба, взета от скалата. Оказа се, че по-голямата част от състава на минерала е алуминиеви съединения, останалата част е силициев оксид и други примеси. „Нищо особено“, помисли си Пиер. Тогава той не е могъл да знае, че няколко десетилетия по-късно бокситът ще бъде използван като най-търсената суровина в промишлената индустрия.

Основни характеристики на минерала

Алуминиевата руда съдържа различни количества от:

Алуминиев хидроксид
Железни оксиди
Силициеви оксиди
Алуминиев хидрат
Видове минерални компоненти.

Основните химически компоненти на рудата са двуалуминиев оксид и силициев диоксид. Техният процентен компонент варира от 28 до 80 процента от общата маса на изследвания материал. Това е съотношението на съдържанието на алуминиев оксид и силициев диоксид, което определя качеството на боксита. Процентът на сумата на ценния компонент зависи от депозита.

Постоянната съставна химическа част на минерала е железен оксид. Останалите компоненти не са постоянни. Така например: ако рудата съдържа един или повече оксиди, тогава други видове може да не присъстват. От това зависят физическите свойства на камъка.

Цепителността, цветът, плътността, твърдостта, блясъкът, счупването и прозрачността на минерала характеризират неговите физични свойства. Бокситът се предлага в червено и сивов много от техните нюанси, в зависимост, както беше споменато по-горе, от неговия химически състав. Това е подобна на глина скала. Външно тя напомня повече на глина, но техните физични и химични характеристики са напълно различни. Така че бокситът не се разтваря във вода. Твърдостта зависи от нейната „чупливост” (лекотата на извличане на алуминиев оксид). Колкото по-плътен е минералът, толкова по-висока е неговата твърдост според минералогичната скала на Моос. Най-твърдата руда достига номер 6. Съдържанието на железен оксид влияе върху плътността на минерала, която варира от 2900 до 3500 kg/m3. Структурата на боксита е плътна и пореста. Всичко е заради почивката. Земната фрактура е плътна руда, клетъчната фрактура е пореста. Според показателите за прозрачност бокситът не е прозрачен.

Цепителността на боксита е перфектна, т.е. при разцепване частите му се характеризират с гладки, лъскави плочи с равнини в три посоки, което позволява на занаятчиите да правят сувенири и в малка степен бижутапроизвежда доста скъпи продукти.

Кубичната система на боксита е най-високата категория, което показва най-високата симетрия на неговите кристали. Бокситът има няколко оси от втори ред и четири от трети. Кубичната система се среща в боксита по-често като куб, но може да бъде представена от тетраедър, ромбичен додекаедър, петоъгълник-додека и други сложни геометрични фигури.

Раждане на боксит

Находища на по-голямата част от минералите от даден тип, където преобладава в тропически и субтропичен или субтропичен климат. Алуминиевата руда преобладава главно там, където се извършва утаяване на алуминиев оксид, изветряне на кисела, алкална или мафична скала. Този процес се влияе само от климата. Най-благоприятните климатични условия са характерни за остров Гвинея и Австралия. Общо около двадесет и седем милиарда тона боксит се намират там. Различни минерали допринасят за минералното образуване на рудата, наречена боксит, така че тя е разделена на три групи:

Има много по-малко мономинерални бокситни руди, отколкото смесени, т.е. гибзит-бьомит или диаспор-бьомит. Алуминиевата руда се образува главно при утаяване на алуминиев оксид, изветряне на кисела, алкална или основна скала. Генетичните признаци на образуване на минерали са разделени на два вида:

Платформа. Континенталните седименти се образуват в хоризонтална равнина.
Геосинклинален. Крайбрежен морски тип седименти.

Области на приложение на минерала

Възможността за извличане на алуминий от боксит е от първостепенен интерес за индустриалните сектори, но други области, по-специално черната металургия, използват неговия състав като поток. Химическата промишленост закупува минерала за производството на лакове и бои като необходим пълнител, а също и като сорбент, който помага за пречистването на нефтопродуктите от ненужни добавки. Ако рудата се подложи на процес на топене в електрическа пещ, тя се превръща в електрокорунд, от който се произвеждат изкуствени абразивни материали.

Двуалуминиевият оксид е основната химическа съставка на боксита. Чрез извличането му се получават строителни примеси. Стягащите свойства на алуминиевия цимент, получен от алуминиев оксид, причиняват бързото му втвърдяване. Тази способност е увеличила ефективността на материала с порядъци при нискотемпературно строителство. Завършването на спешна работа с ограничени срокове стана много по-лесно.

Бокситът, който съдържа малко желязо, е устойчив на високи температури, така че се използва за производството на тухли с високо съдържание на алуминий, шамот и др.

Тъй като бокситът съдържа около сто вещества, представляващи периодичната таблица, от технологична гледна точка се разделя на три групи:

Този раздел е доста произволен, тъй като тук не се вземат предвид всички качества на минерала. Различните производствени условия имат различен ефект върху разцепването, плътността и твърдостта на боксита, така че реакцията не винаги е еднаква. Например: когато се обработва по метода на Байер, той се превръща във вреден примес, но благодарение на метода на синтероване става полезен компонент.

Минералът не се използва за производство на бижута, тъй като няма специална стойност. Автори на бижута ръчно правеноИзползва се по-често за производство на сувенирни продукти, тъй като, имайки висока цепителност, бокситът може да се разцепи дори с лъскави части. Например: да направите красива полирана топка, монтирана на кована стойка.

В съвременната индустрия алуминиевата руда е най-популярната суровина. Бързото развитие на науката и технологиите направи възможно разширяването на обхвата на неговото приложение. Какво представлява алуминиевата руда и къде се добива е описано в тази статия.

Промишлено значение на алуминия

Алуминият се счита за най-често срещаният метал. Той се нарежда на трето място по отношение на броя на находищата в земната кора. Алуминият е познат на всички и като елемент от периодичната таблица, който спада към леките метали.

Алуминиевата руда е естествена суровина, от която се добива основно от боксит, който съдържа най-голямо количество алуминиеви оксиди (алуминиев оксид) - от 28 до 80%. Други скали - алунит, нефелин и нефелин-апатит също се използват като суровина за производството на алуминий, но те са с по-лошо качество и съдържат значително по-малко алуминиев оксид.

Алуминият е на първо място в цветната металургия. Факт е, че поради своите характеристики се използва в много индустрии. По този начин този метал се използва в транспортното инженерство, производството на опаковки, строителството и за производството на различни потребителски стоки. Алуминият също намира широко приложение в електротехниката.

За да разберем значението на алуминия за човечеството, достатъчно е да разгледаме по-отблизо домакинските вещи, които използваме всеки ден. Много предмети от бита са направени от алуминий: това са части за електрически уреди (хладилник, пералняи др.), съдове, спортно оборудване, сувенири, интериорни елементи. Алуминият често се използва за производство различни видовеконтейнери и опаковки. Например кутии или контейнери от фолио за еднократна употреба.

Видове алуминиеви руди

Алуминият се намира в повече от 250 минерала. От тях най-ценни за промишлеността са бокситът, нефелинът и алунитът. Нека ги разгледаме по-подробно.

Бокситна руда

Алуминият не се среща в природата в чист вид. Добива се основно от алуминиева руда - боксит. Това е минерал, който се състои предимно от алуминиеви хидроксиди, както и железни и силициеви оксиди. Поради високото съдържание на алуминий (40 до 60%), бокситът се използва като суровина за производството на алуминий.

Физични свойстваалуминиева руда:

непрозрачен минерал от червени и сиви цветове с различни нюанси;
твърдостта на най-силните проби е 6 по минералогическа скала;
Плътността на боксита, в зависимост от химичния състав, варира от 2900-3500 kg/m³.

Депозитите на бокситни руди са концентрирани в екваториалната и тропическата зона на земята. По-древни находища се намират в Русия.

Как се образува бокситна алуминиева руда?

Бокситът се образува от алуминиев монохидрат, бемит и диаспор, трихидратен хидраргилит и свързаните с него минерали хидроксид и железен оксид.

В зависимост от състава на природообразуващите елементи се разграничават три групи бокситни руди:

Монохидратен боксит - съдържа двуалуминиев оксид в монохидратна форма.
Трихидрат - такива минерали се състоят от алуминиев оксид в трихидратна форма.
Смесени - тази група включва предишните алуминиеви руди в комбинация.

Депозитите на суровини се образуват в резултат на изветрянето на киселинни, алкални и понякога основни скали или в резултат на постепенното отлагане на големи количества алуминиев оксид върху морските и езерните дъна.

Алунитни руди

Този тип отлагания съдържат до 40% алуминиев оксид. Алунитовата руда се образува във водни басейни и крайбрежни зони в условия на интензивна хидротермална и вулканична дейност. Пример за такива находища е езерото Заглинское в Малък Кавказ.

Скалата е пореста. Състои се главно от каолинити и хидрослюди. Рудите със съдържание на алунит над 50% представляват промишлен интерес.

Нефелин

Това е алуминиева руда с магматичен произход. Това е напълно кристална алкална скала. В зависимост от състава и технологични характеристикиобработката произвежда няколко степени на нефелинова руда:

първи клас - 60-90% нефелин; съдържа повече от 25% алуминиев оксид; обработката се извършва чрез синтероване;
втори клас - 40-60% нефелин, количеството на алуминиевия оксид е малко по-ниско - 22-25%; необходимо е обогатяване по време на обработката;
третият клас са нефелинови минерали, които нямат промишлена стойност.

Световно производство на алуминиеви руди

За първи път алуминиевата руда е добита през първата половина на 19 век в югоизточната част на Франция, близо до град Бокс. От тук идва и името боксит. Отначало се развива бавно. Но когато човечеството оцени коя алуминиева руда е полезна за производство, обхватът на приложение на алуминия се разшири значително. Много държави започнаха да търсят находища на своите територии. Така световното производство на алуминиеви руди започна постепенно да се увеличава. Цифрите потвърждават този факт. Така, ако през 1913 г. световният обем на добитата руда е бил 540 хиляди тона, то през 2014 г. той е над 180 милиона тона.

Броят на страните, добиващи алуминиева руда, също постепенно нараства. Днес те са около 30. Но през последните 100 години водещите страни и региони постоянно се променят. Така в началото на 20 век световните лидери в добива на алуминиева руда и нейното производство са Северна Америка и Западна Европа. Тези два региона представляват около 98% от световното производство. Няколко десетилетия по-късно Латинска Америка и Съветският съюз станаха лидери в количествените показатели на алуминиевата индустрия. И още през 1950-1960-те години Латинска Америка става лидер по отношение на производството. И през 1980-1990 г. имаше бърз пробив в алуминия и Африка. В настоящата световна тенденция основните водещи страни в производството на алуминий са Австралия, Бразилия, Китай, Гвинея, Ямайка, Индия, Русия, Суринам, Венецуела и Гърция.

Рудни находища в Русия

По отношение на производството на алуминиева руда Русия е на седмо място в световната класация. Въпреки че находищата на алуминиева руда в Русия осигуряват на страната метал в големи количества, не е достатъчно за пълното снабдяване на индустрията. Поради това държавата е принудена да купува боксит от други страни.

Общо в Русия има 50 рудни находища. Това число включва както местата, където се добива минералът, така и находищата, които все още не са разработени.

По-голямата част от запасите от руда се намират в европейската част на страната. Тук те се намират в областите Свердловск, Архангелск, Белгород, в Република Коми. Всички тези региони съдържат 70% от общите доказани рудни запаси на страната.

Алуминиевите руди в Русия все още се добиват от стари находища на боксит. Такива райони включват находището Radynskoye в Ленинградска област. Освен това, поради недостиг на суровини, Русия използва други алуминиеви руди, чиито находища се различават най-лошо качествоминерални находища. Но те все още са подходящи за промишлени цели. По този начин в Русия нефелиновите руди се добиват в големи количества, което също позволява получаването на алуминий.

През 1821 г. френският химик Верни за първи път изследва и описва скала, открита близо до град Les Baux, в южната част на Франция, съдържаща 52% Al2O3, 27,6% F 2 0 3 и 20,4% H2O, и нарече нейното местоположение с боксит ( боксит).

В момента бокситът е най-важната алуминиева руда, на която, с малки изключения, се основава почти цялата световна алуминиева индустрия.

Бокситът е сложна скала, която включва: хидрати на алуминиевия оксид, образуващи основната рудна маса; желязо под формата на оксидни хидрати, оксиди и силикати; силиций под формата на кварц, опал и каолинит; титан, под формата на рутил и други съединения; калциев и магнезиев карбонат, както и малки количества съединения на натрий, калий, цирконий, хром, фосфор, ванадий, галий и други елементи; Често в боксита се среща и примес на пирит.

Химическият състав на боксита, в зависимост от минералогичната форма на алуминиевия хидроксид и количеството на примесите, варира в широки граници. Качеството на боксита като алуминиева руда се определя главно от съдържанието на алуминиев оксид и силициев диоксид в тях: колкото по-ниско е съдържанието на SiO 2 и повече Al2Oz, толкова по-високо е качеството на рудата, при равни други условия. От голямо значение е така наречената "чупливост" на боксита, т.е. лесното извличане от алуминиев оксид. Физическите свойства на боксита са много разнообразни и външните разлики са толкова променливи, че идентифицирането на боксит по око е много трудно. Това създава големи трудности при търсенето на боксит. Характеризира се с изключително голяма дисперсия на бокситни компоненти. Следователно, под конвенционален микроскоп, само изолирани, добре кристализирани утайки и примеси могат да бъдат разграничени в боксита.

от външен видбокситите (са подобни на глина и често каменисти скали; като цяло тяхната структура е много разнообразна. Бокситите (могат да бъдат плътни, със земна фрактура или порести, с груба клетъчна фрактура; често по-голямата част от боксита съдържа закръглени тела, придавайки оолитната структура на рудата.Тези тела са образувани от железни оксиди и понякога алуминиев оксид.

Цветът на боксита е толкова разнообразен, колкото и неговата структура. Бокситите се срещат във всякакви нюанси – от бяло до тъмночервено, но най-често са кафяви или керемиденочервени на цвят. Специфичното тегло на боксита варира в широки граници. За леки порести боксити с ниско съдържание на силициев диоксид и желязо е приблизително 1,2; Плътните, силно желязосъдържащи, каменисти боксити имат специфично тегло приблизително 2,8. Твърдостта на боксита по скалата на Моос варира от 2 до 7. Въпреки че понякога прилича на глина на външен вид, бокситът няма нищо общо, но няма нищо общо с нея. Характеристика отличителен белегБокситът е, че с вода, за разлика от глините, не произвежда пластична маса.

Минералогичната разлика между боксит и глина, както беше споменато по-горе, е, че в първия алуминият е под формата на хидроксиди, а във втория под формата на каолинит. В зависимост от минералогичната форма на бемитовия хидроксид и диаспора AlOOH или хидраргилит Al(OH)3, под формата на които алуминият се намира в боксита, се разграничават съответно видовете боксит: бемит, диаспор, хидраргилит и смесен.

За изследване на минералния състав на боксита е много удобно да се използва термичен анализ за получаване на криви на нагряване.

На фиг. 1 показва резултатите от термичния анализ на различни проби от Тихвински боксити, извършен от акад. Н. С. Курнаков и Г. Г. Уразов. На кривите на нагряване се виждат редица ендотермични участъци (стопове), които съответстват на дехидратацията на хидраргилит, диаспор (бьомит) и каолинит. Термичната спирачка, съответстваща на дехидратацията на хидраргилита, е в границите 202-205°, на диаспората - 509-555° и на каолинита - 558-605°

ориз. 1. КривиотоплениеТихвински боксити (според N. KurнАкова ИЖ.Уразов)

а, б, V- ендотермични спирания, съответстващи на освобождаването на вода от хидраргилит -AI2 ОТНОСНО3 * ZN2 О, диаспора -AI2 ОТНОСНО3 * н2 О и каолинит -AI2 ОТНОСНО3 *2 SiO2 * ZN2 ОТНОСНО; Ж- спонтанно нагряване, характерно за молекулярна трансформация в дехидратиран каолин в района на 960-1000 °

На фиг. 2. Представени са подобни криви на нагряване за боксити от Северен Урал (находището „Червената шапчица“), което показва техния диаспорен (бемит) характер.

ориз. 2. Криви на нагряване на боксит от находище КраснаяwАпочка" (по Малдаванцев)

Хоризонтални сечения на криви (ъъъndothermicнеспира) отговорразпределяневода от диаспора (bemИта)— AI2 ОТНОСНО3 * н2 ОТНОСНО

Чрез термичен анализ може лесно да се установи минералогичната форма, в която алуминиевият оксид присъства в боксита, и следователно видът на последния.

Въпреки че бокситът е известен от повече от 100 години; и през последните десетилетия привлече изключително внимание като най-ценната алуминиева руда. техният генезис (произход) все още не може да се смята за изяснен. По този въпрос няма единство в мненията на геолози и геохимици. Има обаче много данни, които показват, че образуването на боксит обикновено е свързано с различни процеси и следователно не може да бъде еднакво за всички находища. Има три основни хипотези относно генезиса на бокситите:

1) бокситът е остатъкът след разтварянето (излужването) на варовиците от така наречената terro rossa (червена земя), която се състои от смес от различни водни алумосиликати (Fox);

2) бокситите са продукт на изветряне на древна кора с последващо механично движение и повторно отлагане на остатъчния продукт, който е в колоидно състояние (С. Ф. Малявкин);

3) бокситът е химическа утайка, образувана по време на разлагането на разтвори на алуминиеви, железни и титанови соли (получени чрез излугване на магмени скали с природни води) в момента, в който те навлизат в резервоари - морета и езера (акад. А. Д. Архангелски).

Основните видове боксит, поне в ОНД, са формирани точно последния начинакадемик A.E. Fersman дава следната схема за утаяване на хидрати на алуминиев оксид от разтвори на алуминиеви соли при различни стойности на pH, илюстрирайки възможността за хидрохимично образуване на алуминиеви натрупвания (под формата на хидрати):

От тази диаграма може да се види, че алуминият се разтваря само при много високо и при много ниско pH. Първият рядко се среща в земната кора; много по-важна е втората група разтвори - киселинните, под формата на които алуминият мигрира (изнася) много лесно. Местата, където се образуват такива разтвори, са например области на сулфидно окисляване. Тези разтвори могат да доведат до утаяване на алуминиев хидроксид, когато pH се повиши, което се случва, ако навлязат в океанската среда на море или езеро с pH 6-8.

Поради това разпространението на бокситите трябва да се свързва предимно с крайбрежните седименти на древни (палеозойски и мезозойски) морета или езера. В ОНД такива райони са както склоновете на Уралския хребет, така и територията на Централна Азия.

Бокситът е доста разпространен рок. Доказаните световни запаси се оценяват на приблизително един милиард тона, като Европа заема първо място по запаси, Африка - второ, Америка - трето, Азия - четвърто и накрая Австралия - пето.

Разработването на боксит за промишлени цели започна сравнително наскоро. Бокситът е добит за първи път във Франция през 70-те години на миналия век. През 1890 г. започва разработката на боксит в Англия и САЩ, през 1/907 г. в Италия, през 1908 г. в Индия и Холандска Гвиана.

Най-големите находища на боксит в света са съсредоточени в югоизточната част на Франция, в департамента Вар, близо до град Бо. Френският боксит се смята за най-добрият в света. Бокситите от отдел Вар принадлежат към бемитно-диаспорния тип. От другите западноевропейски страни най-важните находища на боксит се намират в Унгария, Югославия (в Далмация), Италия (на полуостров Истрия) и Гърция. Англия, Швейцария и Норвегия нямат собствени боксити и ги внасят от други страни.

В САЩ най-важните находища се намират в Арканзас. Отличителна чертаТези боксити се характеризират с принадлежност към тритипния тип хидраргилит и ниско съдържание на желязо.

В Южна Америка значителни находища на боксит се намират в Британска и Холандска Гвиана. През 1916 г. са открити находища на боксит в Африка в района на Голд Коуст. Особеност на тези боксити е, че те съдържат малки количества злато и сребро. В Индия находищата на боксит се намират в труднодостъпни райони и промишленото им значение все още е малко.

Таблица 3 показва химичен съставбоксит от най-известните находища в различни страни.

Компоненти %	Франция (департамент Вар)	Унгария	Югославия	Гърция	Италия	САЩ (Арканзас)	Холандска Гвиана	Британска Гвиана
Al2O3	57-62	57-62	48-54	56-59	54-58	57-60	60-61	59-60
SiO2	3-5	2-7	1-4	3-7	2-4	4-7	2-2,5	1,5-2
Fe2O3	18-26	12-20	20-24	16-21	22-26	2-7	2,5-3	5-6
TiO2	3-4	2,5-3,5	2,5-3,5	2-2,5	2-3	2,5-3,5	2,5-3	2-2,5
H2O	10-12	14-16	18-24	13-16	12-15	28-30	29-31	29-30

Основните промишлени находища на боксит в нашата страна са съсредоточени в две области - район Тихвин на Ленинградска област и в Урал.

Находищата на боксит в района на Тихвин са открити през 1916 г. Образуването им датира от карбонския период. Тихвинските боксити заемат тясна ивица с ширина 6-12 km. Обикновено се срещат под формата на гнезда с неправилна форма (лещи) и са покрити отгоре с песъчливи и глинести скали с ледников произход. На външен вид Тихвинските боксити са изключително разнообразни: цветът им преминава през всички нюанси - от бяло до червено и лилаво; тяхното специфично тегло и химичен състав също са променливи.

Химичният състав на тихвинските боксити варира от такива скали, съотношението между съдържанието на алуминиев оксид и силициев диоксид, в които съответства на глини, и такива руди, където количеството алуминиев оксид достига 70%, а) съдържанието на SiO2 пада до 2-2,5 %. Количеството химически свързана вода в обема на боксита е в диапазона 12-14%, но има и боксити, които съдържат до 20% H 2 O. Съдържанието на TiO2 обикновено не надвишава 2,5-3,0%. Що се отнася до Fe2O3, количеството му варира значително: от 3-5% в бели боксити до 30% в силно желязосъдържащи (обикновено прахообразни) боксити. Някои разновидности на Тихвински боксити съдържат CaO, както и хромни съединения, чието съдържание достига 0,2%.

Приблизителният среден химически състав на боксита в Тихвинското находище се характеризира със следните числа:

47,7% Al2O3; 17,2 Fe2O3; 13,2% SiO2; 2,6% TiO2; 3,9% CaO и 15,4% H2O.

Хидратът на алуминиевия оксид се намира в тях главно под формата на бемит (и в много по-малко количество - под формата на хидраргилит. В допълнение към железните и силициевите оксиди, най-важните примеси в Тихвинските боксити са каолинитът и калцитът. Титановият оксид е присъства в тях под формата на малки кристали от минерала рутил.

Повишеното съдържание на силициев диоксид в Тихвинските боксити намалява качеството на тяхната алуминиева руда.

Най-важните уралски находища на боксит са съсредоточени в Северен Урал в района на Т. Серов, в Средния Урал в района на Каменск и в Южен Урал в района на Сатка Челябинска области Малоязовски район на Башкирската република.

В Северен Урал бокситите, открити през 1931 г., включват редица находища, най-проучените от които са "Червената шапчица", Богословское и Ивделское. Образуването на северноуралските боксити датира от времето на палеозоя. Те се срещат сред варовици, като основната им маса е плътна скала с кафяво-червен цвят с оолитна структура; по-рядко се среща плочата разновидност на боксит, която на външен вид прилича на яспис.

Слоестият характер на отлаганията и наличието на коралови скелети в тях предполагат (акад. А. Д. Архангелски), че бокситите на Северен Урал са образувани чрез химическо утаяване на хидрати от водни разтворисоли на дъното на древното море. Поради високото съдържание на Al2O3 и малкото количество SiO2 примеси, тези боксити могат да бъдат приравнени към най-добрите сортовеФренски боксит. С особено добро качество са бокситите от находище „Червената шапчица”. Като цяло химичният състав на боксита от това находище може да се характеризира със следните числа:

56% Al2O3; 25 Fe2O3; 3,5% SiO2; 2,2% TiO2 и 11% H 2 O.

Минералогично бокситите на Северен Урал са скала от диаспорно-бьомитния тип. Желязото присъства в тях главно под формата на безводен хематит Fe2O3; силициевият диоксид е частично в свободно състояние под формата на кварц и гел (опал), и частично в свързана форма, под формата на шамозит (3H 2 0 * 3FeO * 3Al2O3 * 2SiO2, накрая, титан - под формата на рутил кристали, както и под формата на гел.

Според геолога Н. А. Архангелски минералогичният състав на бокситите от находището „Червената шапка“ може да бъде представен както следва (в%):

Бокситите от находище „Червената шапка” се срещат под формата на наклонен пласт с ъгъл на наклон 25-30°. Рудното тяло се състои от плътни скали, които изискват взривяване по време на добив.

В района на Среден Урал са известни няколко находища на боксит. Най-проучено е находището Соколовское (район Каменски), открито и проучено през 1932-1933 г. Находището представлява листовидно, почти хоризонтално бокситно находище, покрито със слой седимент с дебелина до 5 м. Образуването на боксита Соколов датира от времето на мезозоя. В зависимост от съдържанието на SiO2 бокситите на Соколовски могат да бъдат разделени на две най-важни разновидности, повече или по-малко тясно смесени в рудните слоеве: каменисти боксити, съдържащи силициев диоксид до 3,7%, и земни (насипни) боксити - до 9%. Средният химичен състав на Соколовски боксити е представен, както следва:

31,7% Al2O3; 38,3 Fe2O3; 5,8% SiO2; 4,5% TiO2; и 18,19% Н2О.

Минерологичният състав на Соколовски боксити (според N.A. Arkhangelsky) може да се характеризира приблизително както следва (в%):

Фактът, че алуминиевият оксид в бокситите на Соколовски присъства под формата на хидраргилит, е тяхна положителна черта, тъй като последният е по-химически активен от диаспора или бемит.

Това обстоятелство, както ще видим по-долу, улеснява задачата за извличане на алуминиев оксид от такъв боксит. Относително ниското съдържание на Al 2 0 3 и високото съдържание в тези боксити обаче ги правят по-малко ценни в сравнение с бокситите от Северен Урал.

Находищата на боксит в Южен Урал са открити през октомври 1935 г. Те представляват листовидно находище, простиращо се сред варовици. Най-често срещаните боксити, открити тук, са маргинални, плочасти и блокови боксити с форма на яспис.

По отношение на техния минералогичен състав южноуралските боксити принадлежат към типовете бемит („Иванов лог“) и диаспорен („Кукшик“). Техният химичен състав е повече или по-малко хомогенен и се характеризира със следните числа:

53-57% A1 2 0 3; 18-23% Fe 2 0 3; 5-7% SiO 2 и 11-13% H 2 O.

В горния слой на формацията понякога се срещат разновидности на бял боксит със съдържание на Al 2 03 до 78% и SiO 2 само 0,4%.

Южноуралските бокситни находища трябва да се класифицират като първокласна суровинна база за нашата алуминиева индустрия.

Подобни публикации:Както беше отбелязано по-рано, бокситът съдържа до 100 елемента от периодичната таблица в различни комбинации. Броят на минералите също е близо 100. От технологична гледна точка всички бокситни минерали могат да бъдат разделени на три групи. Първият включва минерали, съдържащи алуминий - гибзит, бемит, диаспор. Втората включва минерали, които усложняват или нарушават технологията за производство на двуалуминиев оксид. Това са минерали, съдържащи силициев диоксид, различни силикати и алумосиликати, карбонати, сулфиди и органични вещества. Третата група са баластни съединения, които не претърпяват промени по време на технологичната обработка и се отстраняват от технологичния цикъл под формата на утайка. Те включват железни оксиди и титан-съдържащи съединения. Трябва да се отбележи, че това разделение е произволно, тъй като не отчита всички качества на минералите, както и факта, че при различни условия на производство поведението на минералите може да бъде точно обратното. Например минералът калцит (CaCO3), който е вреден примес в процеса на Байер, се превръща в полезен компонент в процеса на синтероване и т.н.
Силициевосъдържащи бокситни минерали и тяхното поведение при излугване.Съдържанието на силициев диоксид (SiO2) в боксита варира в широки граници (2-20%) и се характеризира със силициевия модул. Силицият в боксита се намира в свободна и свързана форма. Съдържащите силиций бокситни минерали включват опал SiO2*H2O, халцедон SiO2, α-кварц SiO2, както и различни алуминосиликати и силикати (каолинит Al2O3*2SiO2*2H2O, шамозит (Mg, Al, Fe)12 [(Si, Al)8O20 ](OH)16 и други минерали). Според реактивността на разтваряне в алкални алуминатни разтвори минералите, съдържащи силициев диоксид, могат да бъдат подредени, както следва: силициев хидрогел - опалов минерал - каолинови минерали - кварц.
Каолинит- основният съдържащ силициев диоксид минерал на боксита. Неговата група включва също диккит и накрит.
Кривите на нагряване на този минерал имат 2 ендотермични ефекта в диапазона от 400 до 600 °C и един екзотермичен ефект при 900 °C. При минерали с нарушена структура при 100-200 °C се появява друг ендотермичен ефект.
При нагряване настъпват следните трансформации:

При нагряване каолинитът се превръща в метакаолинит, след това в силициев шпинел, а крайният продукт е мулит с кристален камък.
Каолинитът и минералите от неговата група взаимодействат с алкално-алуминатни разтвори, за да образуват натриев хидроалуминосиликат (виж формула (4.9)). Интензивността на неговото разтваряне зависи от концентрацията на алкално-алуминатния разтвор и неговата температура. Така, когато съдържанието на Na2O се повиши от 120 до 220 g/l при температура на процеса 105 °C, каолинитът се разтваря напълно. Намаляването на температурата на алуминатния разтвор до 70 °C, в сравнение със 105 °C, води до рязко намаляване на разтворимостта на минерала. При условията на хидрохимичния метод на Байер каолиновите минерали се разлагат напълно първи.
Кварцобикновено се включва в боксита под формата на α-модификация: α-SiO2. Съдържанието му в боксита е променливо и варира от 3 до 11%. Има противоречива информация за поведението на кварца в алкални разтвори. По-специално, авторите F.F. Вълк и О.И. Пудовкин смята, че α-SiO2 не се разтваря в силни алкално-алуминатни разтвори с концентрация на Na2O 300 g/l и каустичен модул на разтвора 4-7 единици. Според други изследователи, при достатъчно фино смилане, разтворимостта на кварца не е по-ниска от разтворимостта на гела от силициева киселина. Впоследствие, използвайки електронна микроскопия, авторите S.I. Kuznetsov и други показаха, че отделните кристали α-SiO2 се разтварят в алкални разтвори още при 100 °C. Така кварцът при условията на хидрохимичния метод на Байер е активен компонент. При повишени температури (220-230 °C) по време на автоклавно излугване на боксит, кварцът се разтваря напълно.
Шамозит(Fe2+, Mg)23 * (Fe3+, Al)0.7 * (Si1.4*Al0.6)O5 * (OH)4 - този минерал принадлежи към групата на слоестите алумосиликати. Терминът "шамозит" често се отнася до железен хлорит. В суровините, съдържащи алуминиев оксид, бокситът също е основният минерал, съдържащ силициев диоксид. Най-често се среща в бокситните находища на SUBR, Timan и YuUBR. Химическият състав на шамозитите е много променлив. Има шамозити с преобладаване на дву- и тривалентно желязо.
Съдържанието на основните компоненти в тях варира в следните граници: SiO2 = 18-33%, Al2O3 = 20-30%, Fe2O3 = 1-18%, FeO = 2-39%, MgO = 0,6-6,5%, H2O = 7-11%.
Експериментално е установено, че в алуминатни разтвори в процеса на Байер разтворимостта на шамозита зависи от неговия химичен и минералогичен състав. По-специално, дълбоко окислен шамозит, съдържащ FeO ≤ 1%, се разтваря с 96% за 4 часа вече при 95 °C. Слабоокисленият шамозит със съдържание на FeO около 11,5% при същите условия се разтваря с 25-35%.
Взаимодействието на шамозит с NaOH може да се опише чрез следната реакция:

Тази реакция може да е една от причините за повишаване на налягането в автоклавите и появата на двувалентно желязо в разтвори. Установено е, че по време на преработката на нов вид суровина - тимански боксит в уралските алуминиеви заводи, броят на издухванията в батериите на автоклавите рязко се е увеличил, което също потвърждава версията за разлагането на шамозитите и хлоритите по време на излужването.
Трябва да се отбележи, че отделянето на водород по време на тази реакция може да бъде опасно.
Процесът на превръщане на боксит силициев диоксид в GASN протича на 2 етапа (фиг. 4.12):
1) разтваряне на силициев диоксид в алкален алуминатен разтвор (виж формула (4.6));
2) кристализация на GASN от разтвор (виж формули (4.7), (4.8)). Разтворимостта на GASN намалява с повишаване на температурата; поради тази причина алумосиликатните разтвори са по-добри и по-дълбоко десиликонизирани, когато процесът се извършва при температури от 150-170 ° C.

Повечето изследователи смятат, че химичният състав на освободения HASN не е постоянен, зависи от температурата, състава и концентрацията на алуминатния разтвор и съответства на конвенционалната формула nNa2O*Al2O3*(1.4-2)SiO2*xH2O. Този алумосиликат по своя състав и форма принадлежи към естествен минерал, наречен „содалит”: 7(Na2O*Al2O3*SiO2)*2NaAlO2*nH2O.
Образуването на неразтворими съединения със силициев диоксид причинява основните загуби на алуминиев оксид и алкали с червена кал под формата на HASN (виж формула (3.4) - загуби на Na2O и Al2O3 под формата nNa2O*Al2O3*(1.4-2)SiO2* xH2O).
Силицият (SiO2) е един от най-вредните примеси при обработката на боксит по метода на Байер. Оттук и ограничението за използване на боксит с нисък силициев модул, по-малко от 7-8 единици.
В присъствието на вар, част от бокситния силициев диоксид се свързва в ново съединение, наречено „алуминиев хидрогранат“ (3CaO*Al2O3*0.55SiO2*5.5H2O), което води до намаляване на алкалните загуби с червена кал. В този случай протича следната химична реакция:

Например, при излужване на боксит от Северен Урал без добавяне на вар се образува червена кал със съдържание на Na2O от 6 до 8%. При добавяне на 3 тегл.% CaO към тази бокситна целулоза, алкалното съдържание в червената кал се намалява до 3-4%.
Скоростта и пълнотата на разтваряне на свободния кварц зависи от размера на частиците, концентрацията на алуминатния разтвор и температурата на процеса (виж фиг. 4.13, 4.14). Аморфният силициев диоксид и неговият гел се разтварят по-бързо в разяждащи алкали от кварца. Едрозърнестият кварц се разтваря по-бавно от силно диспергирания кварц.
Разтварянето на силициевите минерали и освобождаването на неразтворими HASN съединения от алуминатни разтвори по време на процеса на излугване води до прекомерно разрастване на топлообменното оборудване при нагряване на боксит с циркулиращ разтвор в топлообменници, както и до загуби на полезни компоненти. Следователно, за да се отслаби този вреден ефект, се препоръчва бокситната целулоза да се държи в мокри смесители при температура 100 ° C в продължение на 4-6 часа преди нагряване. Това води до създаване на условия за прехвърляне на разтворимата част от бокситния силициев диоксид в натриев хидроалуминосиликат още преди излугването на основните алуминийсъдържащи бокситни минерали.

Интересни криви са получени от I.S. Лилеев, когато изследва поведението на разтворения силициев диоксид в нискомодулни алуминатни разтвори с αk = 1,7 при t = 70 °C. Три области на състоянието на силициевия диоксид бяха ясно идентифицирани (виж Фиг. 4.15). Област I е областта на равновесното състояние на разтвора. Регион II, ограничен на диаграмата на състоянието от линията на равновесие (OS), е областта на равновесното състояние на силициевия диоксид и линията на ограничаване на пренасищането (OA), наречена метастабилна област. Разтвор в метастабилната област може да остане в състояние на нестабилно равновесие за произволен период от време, задържайки силициев диоксид. Регион III принадлежи към лабилния регион и е абсолютно нестабилен. Намирането в тази област води до спонтанна (спонтанна) кристализация на GASN. Впоследствие поведението на силициев диоксид беше изследвано при същите условия, но само в областта на повишени концентрации на алуминиев оксид в разтвора. Благодарение на осредняването и апроксимацията на получените експериментални данни беше възможно да се изведат уравнения за ограничаване на тези области.

Чрез екстраполиране на експериментални данни за поведението на силициевия диоксид в концентрирани алуминатни разтвори бяха получени математически обработени резултати за поведението на силициевия диоксид в разтвор и беше ясно идентифицирана областта на метастабилното състояние на силициевия диоксид.
Моделът на задържане на силициев диоксид в метастабилната област също беше потвърден в разтвори с високи концентрации на алуминиев оксид. Също така беше показано, че разреждането на тези концентрирани разтвори до общоприети концентрации позволява на силициевия диоксид да остане в метастабилната област (RH крива), което позволява последващото отделяне на червената кал от алумосиликатния разтвор.
Област I: област на равновесно състояние на силициев диоксид.
Област II: област на метастабилно състояние на силициев диоксид.
Регион III: областта на лабилното състояние на силициевия диоксид, в която силициевият диоксид практически не се задържа в разтвор и интензивно се освобождава от него под формата на HASN.
Изключително високите концентрации на силициев диоксид в алуминатни разтвори трябва да се справят при излужване на руда и утайка. Десиликонизацията на алуминатни разтвори чрез GASN е възможна поради изключително ниското съдържание на силициев диоксид (OS крива) в областта на равновесното състояние. Областта над кривата на ОА е областта на лабилното състояние на силициевия диоксид, където той практически не може да се задържи от разтвора и се освобождава от него.
Желязосъдържащи бокситни минерали и тяхното поведение при излугване.Постоянни спътници на основните скалообразуващи минерали на боксита - алуминиев оксид и хидроксид и каолинит - са железни съединения. Желязосъдържащите бокситни минерали са представени от четири класа съединения: оксиди, сулфиди и сулфати, карбонати и силикати. От първия, най-често срещан клас минерали, трябва да се разграничат хематит и хидрохематит, гьотит и хидрогьотит, лимонит и хематогел, както и магнетит и магхемит. Установено е, че диаспорните боксити са по-богати на сулфиди в сравнение с бехмит-гибситните и гибзитовите боксити. Железните карбонати присъстват предимно в гибзитови боксити.
Гьотит(α-FeOOH) е постоянен спътник на бокситите и е основният минерал на гибзитовите боксити в тропическите страни и средиземноморските находища. Кристалната решетка на гьотита е подобна на диаспора, а γ-FeOOH по структура съответства на бемит.
При условията на процеса на Байер гьотитът в алкални разтвори, като се дехидратира, се превръща в хематит α-Fe2O3. Без да засяга химията на процеса на Байер, гьотитът може да наруши процеса на сгъстяване на червената кал. Това се дължи на способността му обратимо да дехидрогенира и хидрогенира. Ако бокситът се изпича до пълното дехидратиране на минерала гьотит, процесът на сгъстяване протича без усложнения.
Лепидокроцит(γ-FeOOH) е рядък минерал в бокситите, чиято структура съответства на бемит. Този минерал е нестабилно съединение и в алкални алуминатни разтвори прекристализира в магхемит - γ-, α-Fe2O3, Fe2O3. Тази връзка е магнитна.
Хематит(α-Fe2O3) е основният желязосъдържащ минерал на боксита SUBR. Количеството хематит от общото съдържание на Fe2O3 в боксита често е 80-90%. Хематитът е част от зърната и циментиращата маса. Често фино диспергирани и открити в тясна връзка с други минерали. В боксита хематитът е толкова фино диспергиран, че е невъзможно да се изолира в чист вид. Изкуственият хематит може да се получи чрез дехидратиране на гьотит чрез нагряване или третиране с алкален разтвор. Хематитът е практически неразтворим в алкални алуминатни разтвори и е баластен примес в процеса на Байер. Хематитът е слабо магнитен и това се обяснява с наличието в него на малко количество магнетит Fe3O4 и магхемит γ-Fe2O3.
Магемит(γ-Fe2O3) - силно магнитен. IN природни условияоткрити в седиментни скали, богати на органични вещества. Може да се получи и чрез дехидратиране на лепидокроцит или гьотит. При нагряване той необратимо се превръща в хематит.
Магнетит((FeIIFeIII2)O4) е инертен компонент на боксита и не взаимодейства с алкално-алуминатни разтвори.
Железни карбонати.Най-често срещаният минерал е сидерит FeСO3.
Среща се в монохидратни и гибзитови боксити. Неговото количество в тези боксити е променливо. Средното съдържание на боксити Червен октомври е 6%. В някои партиди - до 30%. Сидеритът рядко е чист минерал. Съдържа манган и магнезий в забележими количества (от 5 до 30%). Заместването на желязото с калций става в по-ограничени количества (до 10%). Този минерал е много вреден примес, тъй като интензивно и необратимо взаимодейства с алкални разтвори, което води до тяхната декаустика.
По-специално: FeCO3+ 2NaOH + H2O = NaCO3+ Fe(OH)3 + 1/2 H2.
Образуването на водород може да доведе до повишено налягане в автоклавите. Fe(OH)3 е фино диспергиран колоиден компонент на червената кал, присъствието му в червената кал увеличава консумацията на ръжено брашно по време на сгъстяване. Освен това алкалните разтвори са замърсени с двувалентно желязо, чието съдържание варира от 0,008 до 0,725 g/l. По време на разлагането желязото се отделя заедно с алуминиев хидроксид и намалява качеството на получения продукт.
Железосулфидни минерали.Почти цялата сяра (92-95%) в боксита е представена от железни сулфидни минерали: пирит, мелниковит-пирит, пиротит, марказит, халкопирит.
Според реакционната способност на разтваряне в алкални разтвори те се подреждат в следните серии: мелниковит-пирит → пиротит → марказит → пирит → халкопирит. Най-често срещаният минерал е пиритът (FeS2), типичен представител на сулфидното желязо в боксита. Има колоидна разновидност: мелниковит. В алкални алуминатни разтвори по метода на Байер пиритът се разтваря с 10-20%, а мелниковитът със 100%. Възможни са изоморфни замествания на желязото с никел и кобалт до 14-20%. Железните сулфидни минерали имат отрицателен ефект върху процесите на Байер и синтероване. Поради това има ограничения за съдържанието на сяра в бокситните суровини. Експериментално е установено, че е рентабилно бокситът да се обработва както по метода на Байер, така и по метода на синтероване със съдържание на сяра не повече от 1%. Наличието на сулфиди води до необратими загуби на алкали под формата на сулфиди, полисулфиди и натриеви сулфати. В момента са разработени методи за пречистване на алкално-алуминатни разтвори от примеси от сяра и желязо чрез добавяне на меден или цинков оксид към разтвори.
Химическата реакция на разлагане на пирит в алкални алуминатни разтвори е представена по-долу:

Извличането на сяра в разтвор зависи от минералогичната форма и структурата на сулфида. Мелниковитът има най-голяма реактивност. Разлагането на сулфидните минерали става главно при температури над 180 °C и се увеличава при нагряване. Увеличаването на концентрацията на алкали в разтвора има подобен ефект. Този проблем възниква остро, когато за преработка се получи боксит със съдържание на сяра над 1%. При такова съдържание на сяра рязко се увеличава замърсяването на разтворите с желязо и качеството на получения алуминиев оксид намалява. Желязото преминава в разтвор под формата на съединението Na2*2H2O - натриев хидроксотиоферат. Освен това беше забелязано, че корозията на оборудването се увеличава (срокът на експлоатация на топлообменното оборудване, използващо изпаряване, е намален от 4,5 години на 9 месеца). Тръбопроводите също се разрушават бързо.
В.В. Грачев установява пряка зависимост на замърсяването на разтворите с желязо от съдържанието на сулфидна сяра в разтвора (виж таблица 4.2).

По този начин беше показано, че колкото по-високо е съдържанието на сулфидна сяра в разтвора, толкова повече разтворено желязо съдържа. Впоследствие е установено наличието на четири форми на сяра в алкални алуминатни разтвори: S2- - сулфид, S2O3b2- - тиосулфат, SO3b2- - сулфит, SO4b2- - сулфат.
По време на окисляването по време на процеса на излугване настъпват следните промени в преходните форми на сярата:

S2- → S2О3в2- → SO3в2- → SO4в2-

Поведението на тези форми на окисление на сяра по време на излугването на сулфидни минерали е представено на фиг. 4.16.

Изчислена е енергията на активиране на преминаването на сулфидната сяра в различни форми и има следните стойности: I. Ea = 2100 kJ/mol до S2O3b2-; II. Еа = 4396 kJ/mol към SO3в2-; III. Еа = 6007 kJ/mol към SO4в2-.
От представените данни става ясно, че първият етап е най-малко енергоемък, протича при температури под 100 °C. Експериментално е доказано, че пълното окисляване на сулфидната сяра до сулфатна сяра изисква определено време (виж таблица 4.3).

Скоростта на взаимодействие зависи от контактната повърхност и разтворимостта на кислорода в алуминатния разтвор, т.е. трябва да се подава много силно диспергиран кислород.
Желязото е неразделен спътник на сярата; намира се също в алуминатни разтвори в различни форми и претърпява следните промени по време на окисляването на сярата:
2- - железен хидроксисулфат (червен);
3- - дава на разтвора зелен цвят при 25 ° C;
3-n - хидроксоаква комплекс.
По време на процеса на разлагане този хидроксоаква комплекс от желязо се утаява съвместно с алуминиев хидроксид, въвеждайки се в неговата кристална решетка, и замърсява получения хидроксид с железни примеси, като допълнително намалява качеството на получения двуалуминиев оксид.
Начини за борба със сулфидни минерали:
1) печенето над 600 °C ви позволява да разрушите сулфидните минерали и да отстраните по-голямата част от сярата под формата на газове, но не може да се постигне пълно отстраняване на сярата;
2) флотация на пирит от бокситни суровини (водна флотация на пирит и неговата флотация в алкално-алуминатни разтвори са експериментално тествани в Катедрата по металургия на леките метали UPI от F.F. Fedyaev, V.S. Shemyakin, V.V. Saltanov и др.) , Впоследствие бяха проведени промишлени тестове на тази технология в преработвателния завод във В. Пишма и в Богословския алуминиев завод. Тази технология обаче не е получила промишлена реализация;
3) радиометричното и фотометрично обогатяване по време на подготовката на руда на бокситни суровини в момента са най-обещаващите области;
4) добавяне на ZnO към алуминатни разтвори. В резултат на това се образува ZnS, който премахва сулфидната сяра с червена кал. Съдържанието на двувалентно желязо в разтвора е рязко намалено. За първи път тази технология, разработена в катедрата по металургия на леките метали UPI V.V. Грачев, Т.А. Без покритие и други, беше успешно използван в Уралския алуминиев завод в средата на 70-те и 80-те години. последния век.
Титаносъдържащи бокситни минерали и тяхното поведение при излугване.Титановият оксид TiO2 се съдържа във всички боксити, както в свободна форма, така и под формата на различни химични съединения. Общото количество на TiO2 в боксита е променливо и варира от 1 до 10%. По-специално, в бокситите на находището Altai - 2-4% TiO2, Krasnooktyabrsky - 1,5-2,5% TiO2, Tatar - 2-10% TiO2, Gayansky - 1-2% TiO2.
Основните титанови минерали: анатаз, рутил, понякога брукит, илменит; по-рядко сфен, титаномагнетит, перовскит.
Рутил(TiO2) е често срещан минерал в боксита. В някои случаи присъстват до 8-10% Fe(II) и Fe(III). Рутилът е носител на уран и торий в боксита. В алкални разтвори рутилът може да образува редица съединения като натриеви титанати и силикати. В присъствието на вар се образува перовскитно съединение - CaO*TiO2. Химически рутилът е по-малко активен от анатаза.
Анатаз(TiO2) е най-често срещаният титанов минерал в боксита. Съдържа до 1% желязо и калай. Структурата на анатаза е подобна на рутила, а разликите са в различното разположение на [TiO6] октаедрите. В технологичните процеси на производство на алуминиев оксид той служи като източник на алкални загуби поради образуването на натриеви титанати. В присъствието на калциев оксид перовскитът кристализира. С повишаване на температурата анатазната активност рязко нараства.
Илменит(FeO*TiO2) – влиза в състава на циментираната маса на боксита. Илменитът е инертен в процеса на Байер.
Сфен(CaO*TiO2*SiO2) - в бокситите SUBR присъства под формата на големи изолирани зърна или натрупвания на малки зърна с неразвити ръбове. Цветът е жълто-зелен или кафеникаво-сив. Сфенът се намира и в циментиращата маса на боксита, по-рядко във фасула. В технологичния процес сфенът също е инертен.
Титаномагнетит(TiO2*Fe3O4) - по-често се среща в диаспор-бьомитни боксити под формата на включвания върху големи черни кристали с метален блясък. Минералът е инертен в технологичния процес.
Във ВАМИ за първи път е изследвано поведението на титановите минерали при излужване на боксит. Получените данни показват, че когато изкуствено полученият рутил се третира с алкален или алуминатен разтвор, съдържанието на TiO2 в разтвора се оказва незначително - от 12 до 100 mg/l (виж фиг. 4.17).
При наличието на варовикова добавка съдържанието на TiO2 в разтвора не се открива.
По-късно беше установено, че добавянето на TiO2 по време на излужване на боксит от Северен Урал, както и чист диаспор и бемит, намалява извличането на алуминиев оксид в разтвора (фиг. 4.17, 4.18). В присъствието на варовик, въведен въз основа на съотношението CaO:TiO2≥1, добавянето на TiO2 не намалява добива на алуминиев оксид в разтвора. Ролята на вар в този случай се свежда до образуването на калциев титанат: 2CaO*TiO2*nH2O.

По време на експеримента беше забелязано, че когато диаспората се разтвори в алкален алуминатен разтвор в присъствието на TiO2, стените на автоклавите се покриват с твърдо бяло покритие, което не се отмива с вода. Химичен и рентгенов анализ на тази плака показа, че това е неразтворим натриев метатитанат - NaНТiO3.
TiO2 + NaOH = NaНТiO3
TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3 + H2O
Na2ТiO3 + Н2О = NaНТiO3 + NaOH
Въз основа на това се предполага, че един и същ филм може да покрие кристали от диаспора или бемит. Установено е, че дебелината му е 18 ангстрьома. Резкият отрицателен ефект на титана върху разтварянето на диаспори е показан на фиг. 4.19.

По този начин е показан отрицателният ефект на титановия оксид върху разтварянето на диаспора и бемит. Това се обяснява с факта, че защитен филм от натриев метатитанат има време да се образува върху кристала още по време на нагряването на целулозата при температура, по-ниска от температурата на излугване на диаспорния боксит, т.е. преди забележимо разтваряне на диаспорния минерал и бемит . При продължително разбъркване частиците, които изграждат филма, се агрегират в по-големи люспи, филмът се разрушава и скоростта на разтваряне на диаспората и бемита се увеличава. Установени са две форми на натриев титанат:
1) Na2O*3TiO2*2.5H2O - игловидни кристали, получени в разтвори с концентрация на Na20R до 400 g/l;
2) 3Na2O*5TiO2*3H2O - малки равноосни кристали, получени в разтвори с концентрация на Na2O над 400 g/l.
По-късно титанови съединения 5Fe2O3*TiO2*Al2O3 и 8Fe2O3*6Al2O3*TiO2*SiO2 са открити в червената кал на унгарските фабрики, наречени „Дор пясъци“.
По-долу е дадена поредица от дейности по разтваряне на основните титанови минерали в алкални алуминатни разтвори:

TiO2 гел → анатаз → рутил

В момента боксит със следното съдържание на титанов оксид в суровината се доставя на уралските алуминиеви заводи: SUBR - 1,5-2% TiO2, среднотимански боксит - 3-4% TiO2. Освен това в субровския боксит титановият минерал е представен под формата на анатаз, а в среднотиманския боксит - под формата на рутил.
Карбонат-съдържащи бокситни минерали и тяхното поведение при излугване.Сред минералите, съдържащи калциев карбонат, се срещат следните минерали: калцит CaCO3, доломит MgCO3*CaCO3, хидромагнезит 4MgCO3*Mg(OH)2*4H2O и сидерит FeCO3. Всички тези минерали лесно се разлагат при условия на излужване в автоклав:
MeCO3 + 2NaOH = Na2CO3 + Me (OH)2
Карбонатите са много вредни примеси в суровините, тъй като те превръщат скъпата разяждаща основа NaOH в карбонат Na2CO3.
Калцит(CaCO3) е най-често срещаният карбонат в боксита. Кривата на нагряване има един ендоефект в областта 800-950 °C, което се обяснява с реакцията на дисоциация: CaCO3 → CaO + CO2. Калцитът се разлага активно от алкали и колкото по-силно, толкова по-висока е температурата на разтвора и концентрацията на алкали в него. Този минерал е един от вредните примеси в боксита, дължащ се на декаустизацията на активна основа в разтвор съгласно реакцията CaCO3 + 2NaOH = Na2CO3 + Ca(OH)2.
Най-високото съдържание на калцит се наблюдава в бокситите от Северен Урал - до 7% CO2, така че SUBR в момента използва различни механични методи за обогатяване на боксити. В бокситите от Северен Урал калцитът е разпръснат в зърна и циментираща маса. Той също така запълва пукнатини и празнини, образувайки четки и едрокристализирани руди в тях. При мокро смилане и излугване на боксит, калциевият карбонат реагира с алкали, превръщайки го в сода. Равновесната константа на тази реакция при температура 25 °C се изчислява по следната формула:

където αCO3в2-, α(ОН)- - йонна активност; LpCaCO3, LpCa(OH)2 - произведението на разтворимостта на CaCO3 и Ca(OH)2.
При нагряване равновесната константа на реакцията се увеличава, тъй като продуктът на разтворимостта на калцита се увеличава, а продуктът на разтворимостта на вар намалява; при 200 ° C той е равен на единица. Установено е, че в слабо нагрят алуминосиликатен разтвор, а именно по време на мокро смилане на боксит (t = 95 ° C), калцитът се разлага до образуване на сода и 3-калциев алуминат, който при тези условия е по-малко разтворим от вар. В частност:

3CaCO3 + 2NaAl(OH)4 + 4NaOH = 3CaO*Al2O3*6H2O + 3Na2CO3.

На фиг. Фигура 4.20 показва изотермите на разтворимост на твърдите фази, образувани в системата Na2O-CaO-Al2O3-CO2-H2O при различни температури, получени от M.G. Leitezen и T.A. Потапова. Тази диаграма показва областите на стабилност на 3CaO*Al2O3*6H2O.

Всички алуминатни разтвори със състав над крива I са обогатени със сода и не взаимодействат с калцита. Разтворите, разположени под крива I, разлагат калцита с образуването на 3-калциев алуминат и областта на неговата стабилност се увеличава с увеличаване на концентрацията на каустик в разтвора. По-късно беше установено, че при повишени температури 3-калциевият хидроалуминат става нестабилен и се разлага с алкали според реакцията

3CaO * Al2O3 * 6H2O + 2NaOH = 2NaAl(OH)4 + Ca(OH)2

По този начин представените данни показват, че по време на мокро смилане на диаспорни боксити, съдържащи калцитни примеси, този минерал се разлага напълно с образуването на 3-калциев хидроалуминат и сода, а този хидроалуминат, когато се излугва, допълнително се разлага на вар и натриев алуминат. Установено е, че калциевите карбонати ускоряват излугването на диаспорни боксити, но те трябва да се считат за вредни примеси, тъй като по време на разлагането на карбонатите се получава декаустика на алкалите и натрупване на сода в алуминатни разтвори. Впоследствие, по време на изпаряване, натриевият карбонат се освобождава от разтвора под формата на "червена сода" и се изпраща на етапа на синтероване за неговото каустикизиране. Освен това се създават големи трудности при изпаряване на алкални алуминатни разтвори, тъй като нагревателните тръби на изпарителите бързо се обрастват със сода, което води до рязко намаляване на производителността на устройствата. Поради тези причини диаспорен боксит, съдържащ повече от 3-4% CO2, не се препоръчва за преработка в двуалуминиев оксид по метода на Байер. Увеличаването на съдържанието на CO2 над препоръчителната норма води до необходимостта от увеличаване на мощността на етапа на синтероване.
Фосфор и малки следи от боксит.Съдържанието на фосфор в боксит под формата на P2O5 варира от следи до 8,0% и средно варира от 0,4-0,6%.
Концентрациите на фосфор не се определят от минералния или генетичния тип на боксита, нито от възрастта на находищата.
Съдържанието на фосфор (P2O5) в боксити от различни находища е, както следва: в боксити SUBR - 0,67%; в бокситите на YuUBR - 0,20%; в STBR боксит - 0,27%.
Най-вероятните фосфорни минерали в боксита са апатит 3 [Ca3PO4] * [Ca F, Cl)2]; вивианит Fe3(PO4)2 * 8H2O; франколит Ca10(PO4)6 * [A], AF2, (OH)2, CO3, O; еванзит Al3(PO4)2 * 3Al(OH)3 * 12H2O.
Максималното съдържание на P2O5 в SUBR боксит е 0,8%. Фосфорът се счита за много вреден примес. При обработката на боксит по метода на Байер фосфорът почти напълно се прехвърля в алкален алуминатен разтвор, образувайки съединението Na3FO4. Впоследствие, с леко понижаване на температурата на разтвора, натриевият фосфат кристализира, покривайки топлинни тръби, нагревателни повърхности на топлообменници и изпарители, намалявайки продължителността на тяхната работа. Наличието на фосфор влияе върху размера на зърната на алуминиевия хидроксид (раздробява го), което води до намаляване на качеството на търговския продукт.
Моделът на разпределение на малки примеси в боксити от различни геоложки или литолого-минералогични типове е слабо проучен. Елементи като цирконий, ванадий, хром, никел и кобалт обаче присъстват във всички боксити. В момента има 43 идентифицирани в боксит химичен елемент, 27 от които са малки примеси (съдържанието им в боксит е по-малко от 0,1%). Минералогичните форми на незначителните примеси в бокситите не са достатъчно проучени. Повечето примеси, като галий и скандий, не образуват самостоятелни минерали, но поради близостта на радиусите на техните йони до радиусите на алуминиевите йони, те влизат в решетките на минералите диаспора, бемит и гибсит. При обработката на боксит по метода на Байер скандият и други редкоземни елементи се превръщат напълно в червена кал, в която съдържанието им се увеличава 1,5-2 пъти от първоначалното съдържание в боксит. Червената кал в момента принадлежи към изкуствените отпадъци и е суровинна база за производството на тези елементи.
Съдържанието на малки примеси в боксит е представено в табл. 6.5. Най-голям интерес представляват тези примеси, които са склонни да се натрупват в разтвори по време на циклично производство - V, Ga, Cr.
Ванадий и неговото поведение по време на излужване.Ванадият може да бъде свързан с железен оксид. Отбелязана е връзка между съдържанието му и количеството железен оксид в боксита.
Зависимостта се изразява със следната формула, %: V2O5 = 4,8 * Fe2O3 * 10v-3, където Fe2O3 - процентв боксит. Освен това е забелязана връзка между ванадиевите и алуминиевите минерали поради близостта на техните йонни радиуси. Има увеличение на съдържанието на V2O5 с увеличаване на силициевия модул на боксита, което може да е следствие от включването на ванадий в минералите от алуминиев хидроксид. Най-високото съдържание на ванадий се наблюдава в такива суровини от двуалуминиев оксид като шлака от доменни пещи с високо съдържание на желязо. При хидрохимичната обработка на производството на алуминиев оксид ванадият се разпределя приблизително по равно между алкално-алуминатния разтвор и твърдата фаза (червена кал).
Натрупвайки се в алуминатния разтвор по време на разлагането, той изпада от разтвора заедно с алуминиевия хидроксид, намалявайки качеството му. Съдържанието на V2O5 във фабричните циркулиращи разтвори варира от 1,1 до 1,5 g/l, така че тези разтвори могат да служат като източник за получаване на ванадий от тях. Основният метод за изолиране на ванадий от алкални алуминатни разтвори е методът на кристализация, основан на намаляване на разтворимостта на ванадиевите съединения в зависимост от концентрацията на разтвора и понижаване на температурата. В момента този продукт се извлича само в завода за топене на алуминий в Павлодар.
Галий и поведението му по време на излугване.Галий: tразтопяване = 30 °C, t = 2000 °C; има висок топлинен капацитет. Този елемент не образува самостоятелни минерали, но може изоморфно да замени алуминия в неговите хидроксиди. Беше отбелязано, че има повече от него в диаспорните боксити, тъй като кристалният GaOOH е изоморфен на диаспората AlOOH и може да бъде включен в неговата кристална решетка. В технологичните етапи на производството на алуминиев оксид галиевият оксид взаимодейства с алкали и преминава в разтвор под формата на разтворен натриев галат:

Малко листа от галий технологичен процесс червена кал в резултат на съутаяване и химично взаимодействие на галатен анион с метални катиони. Съдържанието на галий в основните продукти, получени по метода на Байер, е дадено в табл. 4.4.

Значително количество търговски галий, навлизащ на световния пазар, се произвежда от алуминиевата промишленост като страничен продукт от обработката на боксит. Изследванията и промишлената практика показват, че около 2/3 от галиевия оксид от боксита преминава в разтвор, а 1/3 остава в червената кал. Чрез синтероване на червена кал с варовик и сода и след това третиране с алкален алуминатен разтвор, останалият галий може да бъде извлечен от боксит. По същия начин галият може да бъде извлечен от боксит, обработен чрез метода на синтероване. Източникът на галий в производството на алуминиев оксид са алуминатни разтвори, предварително пречистени от примеси. В чуждестранни рафинерии за двуалуминиев оксид галият се извлича от разтвори на Bayer чрез електролиза върху живачен анод. Разработихме методи за електрохимично отлагане върху галиев катод, както и циментиране на галий от разтвори с алуминиев галамид. Голям обем работа беше извършена в Института по химични технологии на Уралския клон на Руската академия на науките под ръководството на S.P. Яценко за получаване на свръхчист метал, съответстващ на клас TU 48-4-350-84. Те също така показаха, че оптималният мащаб на производството на галий в завод за алуминиев оксид с средна производителност 0,5-1,0 милиона тона алуминиев оксид е цех за производство на 5-10 тона галий годишно. В този случай концентрацията на галий, установена в циркулиращите разтвори, зависи малко от мащаба на производството на галий.
Галият има редица ценни свойства и се използва в светодиоди, лазери и слънчеви батерии. Намира широко приложение като компонент на нискотопими сплави, припои, дифузионно втвърдяващи се съединения, както и в зъболекарски материали.
Хром и поведението му по време на излугване.Хромните съединения обикновено се намират в бокситите в малки количества (0,02-0,04%), но някои боксити съдържат до 3,0% Cr2O3. В допълнение към предполагаемата си връзка с железен хидроксид, хромът се свързва в боксита с бемит; Тривалентният хром е разтворим в алкални разтвори, за да образува натриев хексахидрооксохромат. Ако има излишък от алкали, тези съединения могат да се натрупат в алуминатни разтвори, превръщайки ги в зеленикави. Ако хромът и бокситът влязат в етапа на синтероване, тогава след окисляването му с кислород по време на процеса на синтероване се образуват натриеви хромати, които са силно разтворими във вода и алкални разтвори; в тях хромът е в 6-валентна форма. При тези реакции това съединение е много токсично. Цветът на 6-валентния хром в алкални разтвори е червен. За да премахнете 6-валентен хром, можете да използвате различни редуциращи агенти, по-специално Ns2S, FeSO4 * 10H2O. Хромът преминава в 3-валентно състояние и се освобождава от алкални разтвори под формата на Cr (OH) 3 и известно количество алуминий се утаява с него, т.е. загубата на алуминий с червена кал леко се увеличава.
Органични вещества в боксит и тяхното поведение в алкално-алуминатни разтвори.Бокситите от находища от всякакъв вид съдържат органични вещества от различен произход. Това са главно продукти от разлагане на растителни остатъци, които са мигрирали в отлагания; по-рядко се наблюдават минерализирани растителни остатъци. Средното съдържание на органични вещества в боксита е както следва: под формата на битум - до 0,052%, хумини - до 0,036%.
Хумусните съединения включват съединения с високо молекулно тегло. Според приетата класификация хумусните вещества се разделят на 3 групи:
1) водоразтворими - фулвинови киселини;
2) разтворими в алкохол - хематамиланови киселини и техните производни;
3) неразтворими във вода или алкохол - хуминови киселини.
Допустимото органично съдържание в разтворите за производство на двуалуминиев оксид трябва да бъде по-малко от 3% кислород. Органичната материя е много вредна за технологичния процес, тъй като нейното присъствие влияе върху скоростта и пълнотата на излугването на боксита. Хумините забавят разлагането на алуминатните разтвори, намаляват повърхностното напрежение на разтворите, което води до образуване на пяна, както и забавят сгъстяването на червената кал. Изпичането и в някои случаи измиването на боксит може да намали максималната концентрация на органични вещества в алуминатни разтвори. В момента борбата с органичните вещества в алкални алуминатни разтвори се свежда до използването на антипенители под формата на различни органични повърхностноактивни вещества, които им позволяват да гасят пяна, както и окисляването на органичните вещества с кислород или озон. Материалният баланс на разпределението на органичните вещества е представен в табл. 4.5.

Числителят на дробта е процентът на общото количество органични вещества, а знаменателят е процентът на количеството разтворени органични вещества.
Така от този материален баланс става ясно, че по-голямата част от органичното вещество - 83% - е освободено от цикъла с отпадъчната червена кал. Органичните вещества се отстраняват от разтвора главно със сода (съутаена с червена сода) и Al(OH)3. Алуминиевият хидроксид, получен чрез разлагане в клона на Bayer, е оцветен в розово от органични вещества, за разлика от снежнобял хидроксид, получен чрез синтероване. Колкото повече органични вещества има, толкова повече от тях напускат цикъла по тези начини. Установено е, че органичните вещества са способни да се натрупват в алуминатни разтвори до определена граница, когато настъпи равновесие между тяхното приемане и отстраняване от разтвора. При това равновесие съдържанието на тези вещества трябва да остане под границата, в противен случай са необходими допълнителни мерки за пречистване на разтворите.
Проучванията показват, че хумусните вещества се излугват почти напълно от боксита под формата на силно разтворими алкални хумати. Битумът се излугва с не повече от 10%, а когато автоклавната пулпа се разрежда и сгъстява, те напълно се утаяват. Хумините се окисляват по време на излугване и частично на други етапи, за да образуват натриев оксалат и смолисти вещества. Тези смолисти вещества, състоящи се главно от карбоксилни киселини, оцветяват алуминатните разтвори в кафяво, а при високо съдържание техните разтвори стават черни.
Изучавайки ефекта на органичните вещества върху процеса на излугване, M.N. Смирнов показа, че органичните вещества, съдържащи алкохолни групи, ускоряват излугването на диаспорни боксити. Освен това беше установено, че те повишават активността на варовик, повишавайки разтворимостта му в алуминатни разтвори. Смолистите вещества (натриев оксалат и ацетат) не влияят на извличането на алуминиев оксид от диаспорен боксит. Органичните вещества, представляващи битум, намаляват скоростта на разтваряне на диаспорите в боксита. Според М.Н. Смирнов, такива вещества, когато се излугват, обгръщат частици от алуминиеви минерали в боксит и затрудняват достъпа на алуминатния разтвор до тях. Органичните вещества забавят разлагането на алуминатни разтвори, кристализацията на рециклирана сода и сгъстяването на червената кал, а също така усложняват изпаряването на матерния разтвор. Смолистите органични вещества намаляват повърхностното напрежение на алуминатните разтвори и по този начин допринасят за тяхното разпенване по време на транспортиране и смесване. Особено силно разпенване се наблюдава в миксери след смилане на боксит, в шайби за червен кал, както и в декомпозитори.
От боксит, от 3,8 до 11,9% органични примеси, които са различни формиорганични вещества (виж фиг. 4.21). При продължителна циркулация в цикъла на Байер съдържанието на органична материя в циркулиращия разтвор е почти 30 пъти по-високо от доставката му с боксит. Основните носители на този примес са циркулационният разтвор, първата промишлена вода и зародишният хидроксид. Органичните вещества усложняват процеса на сгъстяване на червена кал, разлагане на алуминатни разтвори, кристализация на ванадий и циментиране на галий. Има три основни групи органични вещества в алкални алуминатни разтвори: хумини и първични продукти от тяхното разлагане с молекулно тегло над 500, междинни (фенолни киселини и бензенкарбонати) и продукти с ниско молекулно тегло. Алкохолите, фенолите, кетоните и алифатните карбоксилни киселини имат способността да образуват пяна (Таблица 4.6).

Комбинираната схема за синтероване на Bayer осигурява поддържането на оптимално количество органични вещества в циркулиращите разтвори, като ги отстранява с червена кал, алуминиев хидроксид и особено циркулираща сода. При обработката на боксит само по метода на Байер е необходимо специално отделяне на органичните примеси от разтворите, за да се намали съдържанието им в рециклираните материали.
В историята на развитието на алуминиевата промишленост има добре известен пример, когато новопостроен завод за алуминиев оксид, работещ по метода на Байер, трябваше да бъде затворен след няколко месеца работа поради силно замърсяване на циркулиращите разтвори с органични вещества.

У дома » Инвестиции » Описание на минерала боксит. Състоянието на суровинната база на руската алуминиева промишленост. Промишлено значение на алуминия