بوکسیت چیست | فروش بوکسیت

بوکسیت یک نوع سنگ رسوبی با ظاهری رنگارنگ است که مقادیر بالایی از آلومینیوم را در خود جای داده است. منشأ بوکسیت «لاتریت» است. لاتریت (laterite) خاکی سرخ رنگ و طبیعی است که حاوی مقدار زیادی آلومینیوم و هیدروکسیدهای آهن است.

بوکسیت زمانی تشکیل می شود که لاتریت در محیط های مرطوب استوایی از سیلیکا و دیگر ترکیبات محلول خود شسته شود. در علم زمین شناسی به این فرایند لیچینگ (leaching) گفته می شود.

بررسی خواص عمومی بوکسیت

ترکیب شیمیایی

بوکسیت یک ترکیب شیمیایی مشخص ندارد، چرا که فرایندهای طبیعی که منجر به تشکیل این سنگ رسوبی می شوند، همواره یکسان نیستند. اما می توان گفت که ترکیباتی مانند هیدروکسیدهای آلومینیوم، رس های معدنی، کوارتز، هماتیت، مگنتیت، سیدریت و ژئوتیت همواره در این سنگ دیده می شوند. به علاوه، ترکیبات معدنی آلومینیوم مانند ژیپسیت Al(OH)₃، بوهمیت (AlO(OH و دیاسپور (AlO(OH از مهم ترین ترکیباتی هستند که در این سنگ مشاهده می شوند.

خواص فیزیکی

خواص فیزیکی بوکسیت بسته به محیط استخراج آن می تواند متفاوت باشد. چرا که در مناطق گوناگون، کانی هایی با ترکیبات شیمیایی متفاوت یافت می شوند.

آن طور که در منابع علمی ذکر شده، بوکسیت ماده ای نرم با سختی مقیاس موهس در حدود 1 تا 3 است. وزن مخصوص آن نیز بین ۲ تا 2/5 نیوتون بر متر مربع عنوان شده است. معمولا رنگ آن سفید متمایل به خاکستری با جزیره هایی نارنجی، زرد، قرمز و قهوه ای است.

در واقع این جزیره ها باعث شده اند که سنگ بوکسیت به شکل ساختاری با یک هسته واحد به نظر برسد که لایه ‌های هم مرکز به دور آن تشکیل شده‌ اند. به این ظاهر خاص اصطلاحا پیزولیتیک (pisolitic) گفته می شود.

سنگ معدن بوکسیت

انواع بوکسیت

بوکسیت ‌های لاتریتی

بیشترین نوع بوکسیت موجود در جهان از این نوع است و غالبا در کشورهایی با اقلیم استوایی یافت می شود. این نوع پس از فرایند لاتریزه شدن سنگ‌ های سیلیکاتی مانند گرانیت، گنیس، بازالت، سینیت و شیل تشکیل می شود.

نکته مهم این است که تشکیل بوکسیت ‌ها ارتباط زیادی با شرایط شدید هوازدگی به همراه بستر آبی غنی دارد. این موضوع در مقایسه با خاک های لاتریتی غنی از آهن بیشتر خود را نشان می دهد.

در واقع وجود این شرایط است که سبب می شود کائولینیت به شکل رسوب از سنگ خارج شده و ژیپسیت در بوکسیت نفوذ کند و سنگ های نهایی در طی زمان پدید آیند. در نوع لاتریتی عموما مناطقی با درصد بالای آلومینیوم در زیر لایه ای از اکسید آهن تشکیل می شود.

بوکسیت‌ های کربنی

این نوع از سنگ ها کمیاب تر هستند و اغلب در اروپا، گینه و جاماییکا بر روی سنگ ‌های کربنی (سنگ های آهک و دولومیت) تشکیل می شوند. به عبارتی، بوکسیت های کربنی از هوازدگی لاتریتی و انباشته شدن لایه‌ های سفالی روی سنگ‌ های کربنی و سپس حل شدن تدریجی این لایه‌ های انباشته شده با سنگ آهک در طول فرایند هوازدگی شیمیایی پدید می آیند.

استخراج بوکسیت

منابع طبیعی این سنگ رسوبی، نزدیک به سطح زمین هستند. بنابراین بوکسیت معمولاً از معادن روباز استخراج می شود. از آن جایی که برای دستیابی به منابع این سنگ نیاز به حفاری چندانی وجود ندارد، استخراج آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

استخراج بوکسیت از سنگ معدن

ذخایر جهانی بوکسیت

بزرگترین تولید کننده بوکسیت در جهان، استرالیا است. این کشور در سال 2018 حدود 86400 تن بوکسیت تولید کرده است که در نوع خود شگفت انگیز است. پس از استرالیا، چین با تولید 79000 تن در جایگاه دومین تولید کننده این سنگ ارزشمند قرار دارد. برزیل، هند، اندونزی و روسیه دیگر کشورهایی هستند که بیشترین منابع و بالطبع بالاترین میزان تولید را پس از کشورهای فوق دارا هستند.

ذخایر بوکسیت در ایران

ذخایر ایران غالبا از نوع فسیلی است و عمدتا در اواخر دوران اول، پرمین و اوایل دوران دوم زمین شناسی تشکیل شده است. در دوره «کرتاسه» نیز ذخایر این سنگ در ایران تشکیل شده است که در منطقه زون زاگرس و بین سازندهای ایلام و سروک دیده می شود.

در ایران ذخایر متعددی از این سنگ با مشخصات مختلف و متغیر یافت می شوند که تقریبا اکثر آن ها از نوع کانسارهای «کارستی» است. این ذخایر از نوع مدیترانه ‌ای به شمار می روند و دارای ترکیب کانی‌ شناسی «دیاسپور ـ بوهمیت» هستند که عموما در مناطق ایران مرکزی، البرز و زاگرس جای گرفته ‌اند.

همچنین کانسارهای یزد که در شمال و غرب این منطقه وجود دارند، از اهمیت بالایی برخوردارند. برای مثال در شمال یزد، در مناطق «دشت ده» و «چک‌چک» کانسارهایی از این سنگ یافت می شوند. در غرب این مناطق هم در محدوده‌ های «نصرآباد» تا «صدرآباد»، «گانو» و «سرفاریابگ» کانسارهای بوکسیت وجود دارند.

میزان ذخیره منطقه «صدرآباد» حدود ۲/۵ میلیون تن بوکسیت با عیار ۴۸ درصد تخمین زده شده است. برخی دیگر از معادن فعال بوکسیت کشور شامل «شاه بلاغی»، «گوش‌ کمر»، «بیگلر»، «جمال ‌الدین»، «زان»، «سفیدکمر»، «قشلاق»، «مغدون» و «جاجرم» هستند که در تهران، یزد، قزوین، کهگیلویه و بویراحمد، گلستان و خراسان‌ شمالی واقع شده اند.

از بوکسیت برای چه کاربردهایی استفاده می شود؟

استخراج آلومینیوم

در سال های اخیر، حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد بوکسیت خشک دنیا برای تولید آلومینا استفاده شده است. آلومینای حاصل نیز معمولا پس از فرایند برقکافت (الکترولیز) به آلومینیوم تبدیل می شود. فرایند استخراج آلومینیوم در چند مرحله انجام می گیرد:

مرحله اول: در ابتدا باید سنگ بوکسیت به طور کامل خرد شده و با فرایند بایر (Bayer) پرعیارسازی شود. در این فرایند بوکسیت در محلول داغ سدیم هیدروکسید شسته می شود. این فرایند باعث می شود آلومینیوم از درون بوکسیت شسته (leach) شود.
مرحله دوم: آلومینیوم به شکل آلومینیوم هیدروکسید Al(OH)₃ از محلول رسوب می کند. این رسوب کلسینه می شود تا آلومینا Al₂O₃ تشکیل گردد.
مرحله سوم: آلومینای حاصل تحت فرایندی به نام Hall-Heroult گداخته می شود. به این طریق که آلومینا در یک حمام مذاب از جنس «کریولیت» (Na₃AlF₆) حل می شود.
مرحله چهارم: پس از انحلال کامل، با اعمال جریان الکتریکی در فرایند الکترولیز، آلومینیوم مذاب از محلول جدا می شود.

فرایند Hall-Heroult از انرژی الکتریکی زیادی برای تولید آلومینیوم استفاده می کند. بنابراین اجرای این فرایند در مناطقی مرجح است که انرژی برق ارزان باشد. بخش اعظمی از آلومینیوم تولید شده در ایالات متحده و کانادا با استفاده از انرژی هیدروالکتریک تولید می شود.

استخراج آلومینیوم از سنگ معدن آن

استخراج گالیوم

علاوه بر آلومینیوم، سنگ بوکسیت منبع اصلی عنصر کمیاب گالیم نیز هست. در فرایند استخراج اکسید آلومینیوم از بوکسیت در فرایند بایر، گالیوم در سدیم هیدروکسید مذاب رسوب می کند. بنابراین با استفاده از این مذاب قابلیت استخراج گالیوم به روش‌های مختلفی وجود دارد.

مطرح ترین فرایند استحصال گالیم استفاده از رزین تبادل یونی (ion exchange) است. مشخصا بازده و کیفیت استخراج گالیم به‌طور مستقیم به میزان عیار بوکسیت اولیه بستگی دارد.

استفاده در ابزار سایش

آلومینای کلسینه شده، نوعی کوراندوم (corundum) به شمار می رود. این ماده با سختی موهس 9 به شدت سخت است. بنابراین می توان آلومینای کلسینه شده را خرد کرده، بر اساس سایز ذرات مرتب کرده و به عنوان تراشنده سطوح استفاده کرد.

علاوه بر این محصول، از بوکسیت زینتر شده در فرایند سندبلاست به عنوان پرتابه استفاده می شود که کارایی بسیار مناسبی دارد. بوکسیت زینتر شده از خردسازی بوکسیت اولیه و سپس کروی کردن ذرات آن با اعمال حرارت بسیار بالا به دست می آید. این ذرات بسیار سخت و با دوام هستند و در عین حال، کروی شکل بودن آن ها باعث می شود تا آسیب کمتری به تجهیزات دستگاه سندبلاست وارد شود.

تولید سیمان نسوز

از مخلوط کردن آهک، بوکسیت و افزودنی های دیگر مانند مواد دارای آهن و سیلیس و پخت آن ها در کوره می توان ترکیب اولیه سیمان نسوز را تولید کرد که پس از سرد شدن، با خردایش و آسیاب کردن محصول نهایی به دست می آید. در این فرایند با ترکیب آلومینا و سیلیس فاز مولایت تشکیل می شود که این فاز باعث افزایش نقطه ذوب سیمان می شود.

روانساز در فولادسازی

در قسمت ابتدایی این مقاله اشاره شد که سختی بوکسیت اولیه کم است. بنابراین می توان از آن به عنوان یک روانساز پالپ خوب در فولادسازی استفاده کرد. در سال های اخیر این ماده جایگزین مناسب تر و ارزان تری نسبت به روان سازهای فلورینی بوده است.

در هنگام خرید بوکسیت به نکات زیر توجه داشته باشید:

بوکسیت به طور طبیعی دارای سه کیفیت گیبسیتی (بالاترین کیفیت)، بوهمیتی و دیاسپوری (پایین ترین کیفیت) است. اما در بازار، کمتر پیش می آید که این طبقه بندی مشاهده شده و قیمت گذاری بر اساس آن انجام شود.

یکی از معیارهای مناسب برای سنجش کیفیت بوکسیت برای صنعت آلومینا، نسبت آلومینا به سیلیس و یا تفاضل مقدار این دو ترکیب است. هر چه این نسبت بیشتر باشد، کیفیت بوکسیت بهتر است و ارزش خرید بالاتری دارد.

ترکیبات آلکالی، قلیایی و سیلیسی برای تولید آلومینا نوعی مزاحم محسوب می شوند. بنابراین در صورتی که در آنالیز درصد این ترکیبات کمتر باشد، ارزش خرید بوکسیت بیشتر است.

در برخی موارد دیده شده است که سنگ‌ های بوکسیت با توجه به موارد استفاده صنعتی و تجاری دسته بندی می ‌شوند. این دسته‌بندی شامل کارکردهای متالورژیکی، سایشی، سیمان، شیمیایی و مواد نسوز می شود.

بنابراین لازم است در ابتدا کاربرد مورد نظر خود را مشخص و سپس اقدام به خرید نمایید. مهم ترین کاربردهای بوکسیت، صنایع آلومینا و تهیه فلز آلومینیم، سیمان نسوز، سیمان پرتلند، آجرهای نسوز، جرم های نسوز و تهیه فولاد هستند.

منابع

Bauxite and Alumina 2020 Annual Publication” (PDF). U.S. Geological Survey. January 2020. Retrieved 29 June 2020.