البوكسيت هو أ الصخور الرسوبية المعدنية التي هي المصدر الرئيسي ل الألومنيوم. يتم تشكيله من خلال التجوية من الألومنيوم الغني الصخور في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. اشتق اسم البوكسيت من قرية Les Baux الفرنسية ، حيث اكتشفه الجيولوجي بيير بيرتييه لأول مرة في عام 1821. يوجد البوكسيت عادة في طبقات تحت طبقات من الطبقة الغطائية على بعد أمتار قليلة ، والتي يمكن أن تختلف في سمكها اعتمادًا على الموقع.

البوكسيت ، خام الألمنيوم ، هو المصدر الرئيسي لمعدن الألمنيوم.

يحتوي البوكسيت على خليط من المعادن، بما في ذلك gibbsite و boehmite و diaspore، طالما حديد أكاسيد و الكاولينيت. يمكن أن يختلف التركيب المعدني الدقيق للبوكسيت اعتمادًا على الموقع والعمليات الجيولوجية التي تكونته. ومع ذلك ، فإن المعدن الأساسي في البوكسيت هو gibbsite ، والذي يشكل عادة حوالي 60 ٪ من تركيبته.

البوكسيت هو الخام الأساسي للألمنيوم ، وهو أحد أكثر المعادن استخدامًا في العالم. يستخدم الألمنيوم في مجموعة واسعة من الصناعات ، بما في ذلك النقل والتعبئة والبناء والإلكترونيات. عادة ما يتم استخراج البوكسيت من خلال تقنيات التعدين السطحي ، على الرغم من استخدام التعدين تحت الأرض أيضًا في بعض المواقع. تتضمن عملية استخلاص الألمنيوم من البوكسيت سحق المعدن وتنقيته لإنتاج الألومينا ، والذي يستخدم بعد ذلك لإنتاج معدن الألمنيوم.

أدى الطلب العالمي على الألمنيوم إلى نمو صناعة البوكسيت ، مع الدول الرئيسية المنتجة للبوكسيت بما في ذلك أستراليا وغينيا والبرازيل والصين. ومع ذلك ، يمكن أن يكون لتعدين واستخراج البوكسيت آثار بيئية كبيرة ، بما في ذلك إزالة الغابات وتآكل التربة وتلوث المياه. نتيجة لذلك ، هناك حاجة متزايدة لممارسات مستدامة ومسؤولة لتعدين البوكسيت لتقليل هذه الآثار وضمان استمرارية الصناعة على المدى الطويل.

البوكسيت كلاستيك أو غير البلاستيك

البوكسيت هو صخر رسوبي غير تكتل ، مما يعني أنه لا يتكون من شظايا صخور أو معادن أخرى تم نقلها وترسبها بواسطة الماء أو الرياح. بدلاً من ذلك ، يتم تكوين البوكسيت من خلال التجوية والرشح للصخور والمعادن الغنية بالألمنيوم على مدى ملايين السنين. يتم بعد ذلك لصق المادة المتبقية الناتجة أو المادة المتبقية معًا لتشكيل خام البوكسيت. تشتمل هذه المادة المتبقية عادةً على معادن هيدروكسيد الألومنيوم وأكاسيد الحديد ومعادن أخرى مثل معادن الطين, كوارتزو التيتانيوم ثاني أكسيد. لذلك ، يعتبر البوكسيت صخرًا رسوبيًا غير تكتل ، حيث يتشكل من خلال العمليات الكيميائية بدلاً من العمليات الميكانيكية.

تامبوكيتسا البوكسيت أنكازوبي ، بلدية أنكازوبي ، منطقة أنكازوبي ، أنالامانجا ، مدغشقر

خصائص البوكسيت

يحتوي البوكسيت على العديد من الخصائص الفريدة التي تجعله معدنًا مهمًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية. بعض هذه الخصائص تشمل:

  1. نسبة عالية من الألمنيوم: البوكسيت هو المصدر الرئيسي لمعدن الألمنيوم ، مع تركيبة نموذجية لحوالي 40-60٪ أكسيد الألومنيوم (Al2O3). إن نسبة الألمنيوم العالية تجعله مادة خام مهمة لإنتاج الألومينا والألمنيوم.
  2. الصلابة والكشط: البوكسيت معدن صلب وكاشط ، بصلابة موس تتراوح من 1-3.5. وهذا يجعلها مادة مثالية لاستخدامها كمادة كاشطة في مختلف التطبيقات ، بما في ذلك السفع الرملي والطحن والتلميع.
  3. مقاومة عالية: البوكسيت لديه نقطة انصهار عالية وهو شديد المقاومة للحرارة ، مما يعني أنه يمكن أن يتحمل درجات الحرارة العالية دون أن يذوب أو يتشوه. وهذا يجعلها مادة قيّمة لاستخدامها في تصنيع المنتجات المقاومة للصهر ، مثل بطانات الفرن ومنتجات السيراميك.
  4. الموصلية المنخفضة: البوكسيت موصل ضعيف للكهرباء والحرارة ، مما يجعله مفيدًا كمادة عازلة في التطبيقات الكهربية والحرارية.
  5. هيكل مسامي: عادة ما يكون للبوكسيت هيكل مسامي ، مما يسمح له بامتصاص الرطوبة والسوائل الأخرى. هذه الخاصية تجعلها مفيدة كمجفف أو عامل تجفيف في تطبيقات معينة.

بشكل عام ، فإن المزيج الفريد من الخصائص التي يمتلكها البوكسيت يجعله معدنًا قيمًا لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.

تشكيل البوكسيت

يتكون البوكسيت من خلال عملية التجوية التي تحدث في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية مع هطول الأمطار الغزيرة. تتضمن العملية انهيار و تغيير من الصخور الغنية بالألمنيوم ، مثل الفلسبار سليكات الألمونيوم و الميكاتحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة. البوكسيت الناتج الودائع توجد عادةً في تربة لاتريت ، والتي تتشكل من تراكم المواد التي تتعرض للعوامل الجوية بمرور الوقت.

يتضمن تكوين البوكسيت عددًا من العمليات الجيولوجية ، بما في ذلك:

  1. التجوية الكيميائية: تتضمن هذه العملية تكسير الصخور من خلال تفاعلات كيميائية مع الماء ومواد أخرى. الصخور الغنية بالألمنيوم معرضة بشكل خاص للعوامل الجوية الكيميائية ، لأنها تحتوي على معادن تذوب بسهولة في الماء.
  2. التحلل المائي: تتضمن هذه العملية تفاعل المعادن مع الماء لتكوين معادن جديدة. في حالة تكوين البوكسيت ، يتم تحلل المعادن الحاملة للألمنيوم لتشكيل جيبسيت ، بوهميت ، ودياسبور.
  3. الرشح: تتضمن هذه العملية إزالة المعادن من الصخور من خلال عمل الماء. في حالة تكوين البوكسيت ، تتسرب السيليكا والمعادن الأخرى من الصخور ، تاركة وراءها معادن غنية بالألمنيوم.
  4. ترسيب: تتضمن هذه العملية تراكم المواد التي تعرضت للعوامل الجوية في مكان معين. في حالة تكوين البوكسيت ، تترسب المعادن الغنية بالألمنيوم في تربة اللاتريت التي تتميز باللون الأحمر أو البني وبتركيز عالٍ من أكاسيد الحديد والألمنيوم.

يتأثر تكوين البوكسيت بعدد من العوامل ، بما في ذلك المناخ ونوع الصخور والتضاريس في المنطقة. يوجد البوكسيت عادة في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية ذات الأمطار الغزيرة ، حيث يوفر هذا الرطوبة اللازمة لعملية التجوية. يلعب نوع الصخور التي تتعرض للعوامل الجوية دورًا أيضًا ، حيث تعد الصخور الغنية بالألمنيوم مثل الفلسبار والميكا المصدر الأساسي للبوكسيت. أخيرًا ، يمكن أن تؤثر تضاريس المنطقة على معدل التجوية ، حيث توفر المنحدرات والوديان شديدة الانحدار ظروفًا مثالية لتراكم المواد التي تتعرض للعوامل الجوية.

تكوين البوكسيت

البوكسيت عبارة عن مزيج من معادن مختلفة ، مع المعادن الأولية مثل جيبسايت ، بوهميت ، ودياسبور. هذه المعادن هي هيدروكسيدات الألومنيوم ، والتي تحتوي على كميات متفاوتة من الشوائب مثل أكاسيد الحديد وثاني أكسيد التيتانيوم والسيليكا. يمكن أن يختلف التركيب المعدني الدقيق للبوكسيت اعتمادًا على الموقع والعمليات الجيولوجية التي تكونته.

Gibbsite هو أكثر المعادن شيوعًا في البوكسيت ، ويشكل عادةً حوالي 60٪ من التركيبة. لها الصيغة الكيميائية Al (OH) 3 وهيكل بلوري يتميز بطبقات من جزيئات هيدروكسيد الألومنيوم المرتبطة مع روابط هيدروجينية. الجبسايت نقي نسبيًا ، مع القليل من الشوائب ، وهو المعدن المفضل لإنتاج الألمنيوم.

البوهمايت هو معدن آخر موجود في البوكسيت ، وعادة ما يشكل حوالي 20-30٪ من التركيبة. لها الصيغة الكيميائية AlO (OH) وهيكل بلوري مشابه لـ gibbsite. يتكون Boehmite من خلال تجفيف gibbsite وهو أقل شيوعًا في رواسب البوكسيت.

الدياسبور هو ثالث معدن رئيسي موجود في البوكسيت ، وعادة ما يشكل حوالي 5-20٪ من التركيبة. لها الصيغة الكيميائية AlO (OH) وهيكل بلوري يختلف عن gibbsite و boehmite. يوجد الدياسبور عادةً في رواسب البوكسيت التي خضعت لمستويات عالية من الضغط والتشوه.

بالإضافة إلى هذه المعادن الرئيسية ، يمكن أن يحتوي البوكسيت على مجموعة متنوعة من الشوائب ، بما في ذلك أكاسيد الحديد وثاني أكسيد التيتانيوم والسيليكا. أكاسيد الحديد ، مثل الهيماتيت حجر الدم و الجيوثايت، هي شوائب شائعة في البوكسيت ويمكن أن تعطيه لون بني محمر. يمكن أن يتواجد ثاني أكسيد التيتانيوم والسيليكا أيضًا في البوكسيت ، اعتمادًا على الموقع والعمليات الجيولوجية التي تكونته.

يعتبر تكوين البوكسيت مهمًا في تحديد قيمته ومدى ملاءمته لمختلف التطبيقات الصناعية. يمكن أن يؤثر نقاء هيدروكسيدات الألومنيوم في البوكسيت على كفاءة عملية الاستخلاص ، بينما يمكن أن تؤثر الشوائب على خصائص منتجات الألمنيوم الناتجة.

تعدين واستخراج البوكسيت

يتضمن تعدين واستخراج البوكسيت عدة خطوات ، بما في ذلك الاستكشاف والحفر والتفجير والسحق والتكرير.

  1. الاستكشاف: تتضمن الخطوة الأولى في تعدين واستخراج البوكسيت الاستكشاف لتحديد المناطق المحتملة لتعدين البوكسيت. تتضمن هذه العملية عادة الجيولوجيين الذين يقومون بمسح الأرض من أجل الرواسب المعدنية باستخدام تقنيات مختلفة ، مثل المسوحات الجوية والمسوحات الأرضية والحفر.
  2. الحفر: بمجرد تحديد رواسب البوكسيت المحتملة ، يتم إجراء الحفر لتحديد عمق وجودة الرواسب. يتم استخراج العينات الأساسية وتحليلها لتحديد تكوين وجودة البوكسيت.
  3. التفجير: بمجرد تحديد رواسب البوكسيت وتقييمها ، يتم إجراء عملية تفجير لتفكيك البوكسيت من الصخور المحيطة. يتضمن ذلك استخدام المتفجرات لتفتيت الصخور وتسهيل استخراج البوكسيت.
  4. التكسير: يتم سحق البوكسيت وغربله لإزالة أي مادة كبيرة الحجم. هذه العملية ضرورية للتأكد من أن حجم البوكسيت مناسب للنقل والتكرير.
  5. التكرير: يُنقل البوكسيت بعد ذلك إلى منشأة تكرير ، حيث تتم معالجته لاستخراج الألمنيوم. تتضمن عملية التكرير سلسلة من الخطوات ، بما في ذلك الهضم والتوضيح والترسيب والتكلس.

أ) الهضم: يتم خلط البوكسيت المسحوق بمحلول ساخن من الصودا الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم) والماء ، الذي يذيب المعادن الحاملة للألمنيوم في البوكسيت.

ب) التوضيح: يتم بعد ذلك توضيح المحلول الناتج لإزالة أي شوائب ، مثل أكاسيد الحديد والسيليكا.

ج) الترسيب: يتم بعد ذلك ترسيب هيدروكسيد الألومنيوم من المحلول باستخدام مادة بذرة ، وعادةً ما يكون ثلاثي هيدرات الألومنيوم. ينتج عن هذه العملية تكوين مسحوق أبيض ، وهو المادة الخام لإنتاج الألمنيوم.

د) التكليس: بعد ذلك يتم تسخين هيدروكسيد الألومنيوم في فرن لإنتاج الألومينا (أكسيد الألومنيوم) ، وهو المنتج النهائي لعملية التكرير.

يمكن بعد ذلك صهر الألومينا لإنتاج معدن الألمنيوم ، والذي يستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك البناء والنقل والتعبئة والإلكترونيات.

تعدين واستخراج البوكسيت

استخدامات البوكسيت

يستخدم البوكسيت بشكل أساسي لإنتاج الألومينا (أكسيد الألومنيوم) ، والذي يستخدم بعد ذلك لإنتاج معدن الألمنيوم. ومع ذلك ، فإن للبوكسيت استخدامات صناعية أخرى أيضًا. فيما يلي بعض الاستخدامات الرئيسية للبوكسيت:

  1. إنتاج الألمنيوم: يعتبر أهم استخدام للبوكسيت كمادة خام لإنتاج الألومينا ، والذي يستخدم بعد ذلك لإنتاج معدن الألمنيوم. الألومنيوم معدن خفيف الوزن وقوي ومقاوم للتآكل يستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك البناء والنقل والتعبئة والإلكترونيات.
  2. الحراريات: يستخدم البوكسيت أيضًا في إنتاج المواد المقاومة للحرارة ، والتي تُستخدم لبطانة الأفران والأفران ذات درجة الحرارة العالية. يجب أن تكون المواد المقاومة للحرارة قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية للغاية ومقاومة التآكل ، مما يجعل البوكسيت مادة مثالية لهذا التطبيق.
  3. المواد الكاشطة: يمكن استخدام البوكسيت كمادة كاشطة لسفع الرملي والطحن. عندما يتم سحق البوكسيت ومعالجته ، فإنه يمكن أن ينتج أكسيد الألومنيوم ، وهو مادة كاشطة شائعة تستخدم في ورق الصنفرة ، وعجلات الطحن ، وأدوات القطع.
  4. الأسمنت: يمكن استخدام البوكسيت كمادة خام في إنتاج الأسمنت. عندما تتم معالجة البوكسيت مع حجر الكلس ويتم تسخينه في فرن ينتج نوعًا من الأسمنت يعرف باسم أسمنت ألومينات الكالسيوم.
  5. المواد الكيميائية: يمكن استخدام البوكسيت لإنتاج مجموعة متنوعة من المنتجات الكيميائية ، بما في ذلك كبريتات الألومنيوم ، والتي تستخدم في معالجة المياه ، وإنتاج الورق ، والتطبيقات الصناعية الأخرى.
  6. استخدامات أخرى: يمكن أيضًا استخدام البوكسيت كمادة حشو في البلاستيك ، وكمكون في سوائل الحفر ، وكمصدر للحديد والمعادن الأخرى. كما أنه يستخدم في بعض مستحضرات التجميل ومنتجات العناية بالبشرة كمقشر طبيعي.
الألومنيوم معدن خفيف الوزن وقوي ومقاوم للتآكل يستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك البناء والنقل والتعبئة والإلكترونيات.

صناعة البوكسيت العالمية

تعد صناعة البوكسيت العالمية مساهمًا رئيسيًا في الاقتصاد العالمي ، حيث ينتج عن إنتاج البوكسيت وصادراته إيرادات كبيرة للعديد من البلدان. فيما يلي بعض الحقائق والأرقام الرئيسية حول صناعة البوكسيت العالمية:

  1. الإنتاج: في عام 2021 ، كانت أكبر الدول المنتجة للبوكسيت في العالم هي أستراليا وغينيا والبرازيل. شكلت هذه البلدان أكثر من 75 ٪ من إنتاج البوكسيت العالمي.
  2. الاحتياطيات: توجد أكبر احتياطيات من البوكسيت في غينيا وأستراليا والبرازيل وجامايكا والصين. تمتلك هذه الدول مجتمعة أكثر من 75 ٪ من احتياطيات البوكسيت في العالم.
  3. التصدير: صناعة البوكسيت العالمية موجهة بشكل كبير للتصدير ، حيث يتم تصدير أكثر من 90٪ من إنتاج البوكسيت إلى بلدان أخرى. أكبر الدول المصدرة للبوكسيت هي أستراليا وغينيا والبرازيل.
  4. الاستهلاك: الصين هي أكبر مستهلك للبوكسيت ، حيث تمثل أكثر من 50٪ من الاستهلاك العالمي للبوكسيت. ومن بين المستهلكين الرئيسيين الآخرين الولايات المتحدة وروسيا واليابان.
  5. هيكل الصناعة: يهيمن على صناعة البوكسيت عدد صغير من الشركات متعددة الجنسيات ، بما في ذلك Rio Tinto و Alcoa و Rusal. تشارك هذه الشركات في جميع مراحل سلسلة قيمة البوكسيت ، من التنقيب والتعدين إلى التكرير والصهر.
  6. اتجاهات السوق: من المتوقع أن تنمو صناعة البوكسيت العالمية بوتيرة ثابتة على مدى السنوات القليلة المقبلة ، مدفوعة بزيادة الطلب على الألمنيوم في صناعات مثل البناء والنقل والتعبئة والتغليف. ومع ذلك ، تواجه الصناعة أيضًا تحديات ، بما في ذلك المخاوف البيئية المتزايدة ، وزيادة التكاليف ، والمخاطر الجيوسياسية.

بشكل عام ، تلعب صناعة البوكسيت العالمية دورًا مهمًا في الاقتصاد العالمي ، حيث توفر مادة خام مهمة لإنتاج الألمنيوم والمنتجات الصناعية الأخرى.

حجم سوق البوكسيت

وفي الختام

في الختام ، يعد البوكسيت معدنًا مهمًا يستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات ، ويعد إنتاج الألمنيوم أهمها. يتكون البوكسيت من خلال التجوية وترشيح الصخور والمعادن على مدى ملايين السنين ، وله تركيبة فريدة تجعله مثاليًا للعديد من التطبيقات. يهيمن عدد صغير من الشركات متعددة الجنسيات على صناعة البوكسيت العالمية وهي موجهة بشكل كبير للتصدير. من المتوقع أن تستمر الصناعة في النمو في السنوات القادمة ، مدفوعة بزيادة الطلب على الألمنيوم والمنتجات الصناعية الأخرى. ومع ذلك ، تواجه الصناعة أيضًا تحديات مثل تزايد المخاوف البيئية والمخاطر الجيوسياسية. بشكل عام ، لا يزال البوكسيت معدنًا مهمًا للاقتصاد العالمي وسيستمر في لعب دور رئيسي في مختلف الصناعات في المستقبل المنظور.

ملخص النقاط الرئيسية المتعلقة بمعادن البوكسيت

  • البوكسيت هو معدن يستخدم بشكل أساسي في إنتاج الألومينا ، والذي يستخدم بعد ذلك لإنتاج معدن الألمنيوم.
  • يتكون البوكسيت من خلال التجوية وترشيح الصخور والمعادن على مدى ملايين السنين.
  • توجد أكبر احتياطيات من البوكسيت في غينيا وأستراليا والبرازيل وجامايكا والصين.
  • يهيمن على صناعة البوكسيت العالمية عدد صغير من الشركات متعددة الجنسيات ، بما في ذلك Rio Tinto و Alcoa و Rusal.
  • للبوكسيت استخدامات صناعية مختلفة ، بما في ذلك كمادة خام لإنتاج الألمنيوم ، ومكون في المواد المقاومة للصهر ، ومادة كاشطة ، ومصدر للحديد والمعادن الأخرى ، وكمواد حشو في البلاستيك.
  • تتجه صناعة البوكسيت العالمية بشكل كبير إلى التصدير ، حيث يتم تصدير أكثر من 90 ٪ من إنتاج البوكسيت إلى بلدان أخرى.
  • الصين هي أكبر مستهلك للبوكسيت ، حيث تمثل أكثر من 50٪ من الاستهلاك العالمي.
  • من المتوقع أن تستمر الصناعة في النمو في السنوات القادمة ، مدفوعة بزيادة الطلب على الألمنيوم والمنتجات الصناعية الأخرى ، لكنها تواجه أيضًا تحديات مثل تزايد المخاوف البيئية والمخاطر الجيوسياسية.

الآفاق المستقبلية لتعدين واستخراج البوكسيت

الآفاق المستقبلية لتعدين واستخراج البوكسيت مختلطة. من ناحية أخرى ، من المتوقع أن يستمر الطلب العالمي على الألمنيوم والمنتجات الصناعية الأخرى التي تعتمد على البوكسيت في النمو ، مما قد يؤدي إلى قيادة لزيادة الطلب على البوكسيت واستمرار الاستثمار في تعدين واستخراج البوكسيت. ومع ذلك ، هناك أيضًا تحديات ومخاطر كبيرة مرتبطة بتعدين البوكسيت يمكن أن تحد من إمكانات نموه.

يتمثل أحد التحديات الرئيسية في زيادة الوعي بالأثر البيئي لأنشطة التعدين ، مما أدى إلى مزيد من التدقيق في ممارسات وأنظمة التعدين في جميع أنحاء العالم. على وجه الخصوص ، يمكن أن يكون لاستخدام المياه وتوليد النفايات والانبعاثات المرتبطة بتعدين البوكسيت ومعالجته تأثيرات بيئية كبيرة. ستحتاج شركات التعدين إلى تبني ممارسات أكثر استدامة للتخفيف من هذه الآثار والحفاظ على رخصتها الاجتماعية للعمل.

التحدي الآخر هو احتمال المخاطر الجيوسياسية المرتبطة بتعدين البوكسيت. يقع العديد من أكبر احتياطيات البوكسيت في البلدان ذات الأوضاع السياسية غير المستقرة ، مثل غينيا وفنزويلا ، مما قد يؤدي إلى حدوث اضطرابات في الإمداد. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للتغييرات في السياسات التجارية والتعريفات أن تؤثر على ربحية عمليات تعدين البوكسيت.

أخيرًا ، فإن ارتفاع تكلفة الطاقة والمدخلات الأخرى اللازمة لتعدين البوكسيت ومعالجته يمكن أن يجعله أقل جدوى من الناحية الاقتصادية في المستقبل. ستحتاج الشركات إلى مواصلة الابتكار وتحسين الكفاءة لتظل قادرة على المنافسة.

باختصار ، فإن الآفاق المستقبلية لتعدين واستخراج البوكسيت مختلطة ، مع إمكانية استمرار النمو ولكن أيضًا التحديات والمخاطر الكبيرة التي يجب معالجتها لضمان استدامة الصناعة على المدى الطويل.

مراجع حسابات

  1. "البوكسيت." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica، Inc. ، nd Web. 01 أبريل 2022.
  2. "البوكسيت." هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. وزارة الداخلية الأمريكية ، و الويب. 01 أبريل 2022.
  3. "إدارة بقايا البوكسيت: أفضل الممارسات والتقنيات والحلول المبتكرة." المعهد الدولي للألمنيوم ، 2015.
  4. راغافان ، فيجاي ر ، وآخرون. رواسب البوكسيت في العالم. برلين ، هايدلبرغ: Springer Berlin Heidelberg ، 2016.
  5. "البوكسيت." التعدين العالمية. المستقبل PLC ، و الويب. 01 أبريل 2022.