بوكسيت
 وليد خليفةساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا المقال
|
البوكسيت Bauxite هو الخام الطبيعي الذي يصنع منه معظم معدن الألومنيوم. وتستخدم بعض أنواعه في تصنيع الصنفرة التي تستخدم في الشحذ والتلميع للمعادن والأخشاب. ويتم خلط البوكسيت بالصلصال لصناعة الطوب أو الطابوق الذي يبطن أفران صهر الصلب.
البوكسيت هو خام متكون من أكاسيد الألومنيوم المائية. وهو أحد الخامات المهمة لفلز الألومنيوم. ويتكون عندما تذاب كل السيليكا والأيونات الأخرى عدا الألومنيوم الناتجة عن تجوية كل معادن الصلصال الناتجة عن تجوية السيليكات.
ويتواجد البوكسيت في المناطق الاستوائية، حيث يكون المطر غزيرا ودرجة الحرارة عالية والتجوية شديدة.
والبُوكْسِيتْ الخام الذي يُصَنع منه معظم الألومنيوم. وبعض أنواعه تصنع منها الصنفرة التي تستخدم في الشحذ والتلميع. يتم خلط البوكسيت بالصلصال لصناعة الطوب الذي يبطن أفران صهر الصلب ، وتستخدم مركبات البوكسيت الكيميائية في صناعات الورق والنفط والنسيج. ومنها أيضًا يُستخلص ملح معدني أبيض يسمى الشب، يدخل في صناعة الأدوية ومواد التجميل والأصباغ.
وتعود تسمية البوكسيت إلى مدينة لي بوكس بفرنسا، التي اكْتُشِف بالقرب منها خام البوكسيت أول مرة عام 1821م.[1]
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
التركيب العام
يتكون البوكسيت بصفة رئيسية من هيدروكسيد الألومنيوم، الذي يتكون من مركب أكسيد الألومنيوم والماء. وهذه المواد توجد في تركيبات مختلفة كمعادن ثلاثة ـ البوميت والدياسبور والجبسيت، وهي الأشكال الرئيسية للبوكسيت. ويستخلص الألومنيوم من أكسيد الألومنيوم، الذي يسمى أيضًا الألومينا. ويوجد أكسيد الألومنيوم وبعض مركبات الألومنيوم في معظم المعادن، والصخور والتربة، ولكن يمكن صنع الألومنيوم بطريقة قليلة التكلفة من البوكسيت وحده. انظر: الألومينا.
تتكوّن معظم أنواع البوكسيت من 30 إلى 60% من الألومينا و12 إلى 30% ماء. ويحتوي الخام أيضًا على شوائب مثل أكسيد الحديد، والسليكا (ثاني أكسيد السليكون) وأكسيد التيتانيوم. ويتراوح لون البوكسيت بين الأحمر القاتم أو البني والقرنفلي، وقد يميل إلى البياض اعتمادًا على كمية أكسيد الحديد الموجودة في الخام بصفة أساسية. ومعظم البوكسيت صلب، ويشبه الصخور غير أن بعضه قليل الصلابة مثل الصلصال أو الطين.
| التركيب | بوكسيت de karst |
بوكسيت latéritique |
|---|---|---|
| en % du minerai sec | ||
| Al2O3 | 48 à 60 | 54 à 61 |
| SiO2 | 3 à 7 | 1 à 6 |
| Fe2O3 | 15 à 23 | 2 à 10 |
| TiO2 | 2 à 3 | 2 à 4 |
| CaO | 1 à 3 | 0 à 4 |
| H2O (خليط) | 10 à 14 | 20 à 28 |
| Zn, V, C organique | traces | - |
بوكسيت سلكي
البوكسيت في حالته الخام هو مجموعة من المعادن الموجودة طبيعياً، تتكون أساساً من الجبسيت (Al2O3•3H2O) أو الدياسپور أو البيوميت (AlO(OH)) بالإضافة إلى أطيان متنوعة. البوكيستات الحرارية المتكلسة موجودة في صور محددة كما في جدول 7، وتُنْتَج من خامات منخفضة الحديد ومنخفضة السليكا خلال عمليات تكليس، تتم في قمائن دوارة أو قمائن بتيار سحب سفلى. يتم التكليس في مدى درجات حرارة من 1400-1800 ْم، ويتم فيه تحويل البوكسيت الخام إلى معادن الكورندم والموليت، وكلاهما مكونان شديدا المقاومة للحرارة. ومن الخصائص الهامة للبوكسيتات احتواؤها على أقصى نسب للألومينا (85% أو أكثر)، وأقصى كثافة حجمية، وأدنى شوائب مثل أكسيد الحديد والتيتانيا والقلويات (Na2O وK2O وLiO2)، والعناصر الأرضية القلوية (الأتربة القلوية) (CaO وMgO).[2]
الانتاج العالمي من البوكسايت واحتياطياته
مقالة مفصلة: قائمة البلدان حسب إنتاج البوكسيت
صناعة البوكسيت. تتفوق أستراليا على دول العالم في إنتاج البوكسيت، تليها البرازيل وغينيا وجامايكا. ويبلغ احتياطي البوكسيت في كل أنحاء العالم حوالي 20 بليون طن متري.
تطور الانتاج
| السنة | الانتاج (كيلو طن) |
|---|---|
| 1860 | quelques tonnes |
| 1870 | 1,5 |
| 1880 | 8 |
| 1887 (a) | 17,9 |
| 1913 | 450 |
| 1920 | 886 |
| 1930 | 4272 |
| 1940 | 4345 |
| 1943 | 13966 |
| 1950 | 8348 |
| 1960 | 26823 |
| 1970 | 60710 |
| 1975 | 77285 |
| 1980 | 92564 |
| 1990 | 112713 |
(a) 1886 : هي السنة التي تم انتاج الألومنيوم فيها لأول مرة بطريقة طريقة Héroult-Hall.
الفترة من 1950 - 1990
| السنة | اوروبا (b) |
أمريكا الشمالية |
أمريكا اللاتينية (c) |
أفريقيا (d) |
آسيا | أستراليا | دول المعسكر الإشتراكي |
| 1950 | 15,5 % | 16,3 % | 44,4 % | 1,7 % | 7,2 % | 0 | 16,3 % |
| 1960 | 16,3 % | 7,5 % | 45,5 % | 5,8 % | 6,8 % | 0 | 14,6 % |
| 1970 | 12,5 % | 3,5 % | 40,7 % | 5,4 % | 6,3 % | 15,3 % | 12,7 % |
| 1980 | 9,0 % | 1,7 % | 27,1 % | 15,4 % | 4,7 % | 29,4 % | 12,7 % |
| 1990 | 5,3 % | 0,4 % | 23,4 % | 17,2 % | 6,1 % | 36,7 % | 10,1 % |
(b) Principalement اليونان et France. La production française cessant au début des années 1990.
(c) Principalement la جامايكا et dans une moindre mesure le البرازيل.
(d) Principalement la غينيا.
| البلد | حجم التعدين | الاحتياطيات | قاعدة الاحتياطي | |
|---|---|---|---|---|
| 2006 | 2007 | |||
| أستراليا | 62,300 | 64,000 | 5,800,000 | 7,900,000 |
| الصين | 21,000 | 32,000 | 700,000 | 2,300,000 |
| البرازيل | 21,000 | 24,000 | 1,900,000 | 2,500,000 |
| غينيا | 14,500 | 14,000 | 7,400,000 | 8,600,000 |
| جامايكا | 14,900 | 14,000 | 2,000,000 | 2,500,000 |
| أيسلندا | 12,700 | 13,000 | 770,000 | 1,400,000 |
| روسيا | 6,600 | 6,000 | 200,000 | 250,000 |
| ڤنزويلا | 5,500 | 5,500 | 320,000 | 350,000 |
| سورينام | 4,920 | 5,000 | 580,000 | 600,000 |
| قزخستان | 4,800 | 4,900 | 360,000 | 450,000 |
| اليونان | 2,450 | 2,400 | 600,000 | 650,000 |
| بلدان أخرى | 5,460 | 6,800 | 3,400,000 | 4,000,000 |
| إجمالي العالم (مقرَّب) | 178,000 | 190,000 | 25,000,000 | 32,000,000 |
المصدر: U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2008
المعالجة
يتم الحصول على رواسب البوكسيت عن طريق تعرية الصخور الحاملة للألومنيوم. كما أن الأمطار التي تحتوي على غازات بركانية، أو تلك التي تمتزج بالأحماض الناتجة عن تعفن موادّ النباتات في التربة، تذيب الصخور المحيطة بها ببطء وتجرفها. وتبقى معظم ترسُّبات البوكسيت قريبة من سطح الأرض في المناطق ذات الطقس الحار الرطب، الذي يشكل ظرفًا ملائمًا للتعرية.
كيف يتم الحصول على البوكسيت. تُعدن معظم رواسب البوكسيت بطريقة التعدين المكشوف. ويستخدم العمال الجرارات والمجاريف العملاقة لإزاحة السطح المغطى بالتربة، والصخور والأشجار. ثم يفجّر ـ بعد ذلك ـ المعدن بالديناميت. ويحمّل البوكسيت في الشاحنات بوساطة مجاريف آلية، لنقله إلى المصانع القريبة لمعالجته. وهناك ينقى البوكسيت من الطين والرمل ويجفف في أفران كبيرة، قبل نقله عن طريق البحر إلى المصافي، حيث يُجْري العمال عملية كيميائية لفصل الألومينا عن الخام. وفي النهاية يتم الحصول على الألومنيوم من الألومينا في مصانع الصهر.
تتطلب تنقية البوكسيت وصهره كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية. ولهذا السبب يُنقّى البوكسيت ويُصهر بشكل رئيسي في الولايات المتحدة وبعض البلدان الأخرى التي تتوافر فيها الطاقة الكهربائية بتكلفة قليلة. وتنتج الولايات المتحدة كميَّات أكبر من أي دولة أخرى.غير أنه ليس بها ترسبات كبيرة من البوكسيت. وكذلك تستورد كندا، بوصفها منتجًا رئيسيًا آخر للألومنيوم، خام البوكسيت.
وتقع معظم ترسبات البوكسيت في البلدان النامية. وفي عام 1974م كوَّن 11 قطرًا بها ترسبات رئيسية للبوكسيت الاتحاد العالمي للبوكسيت لزيادة دخولها من تصدير الخام. وقد عملت بلدان الاتحاد على رفع أسعار البوكسيت، وفرضت ضرائب عالية على الشركات المنتجة له، كما شجَّعت على إقامة مصافٍ للبوكسيت في بلدانها.
ولمحاربة الأسعار المتصاعدة للبوكسيت، يسعى منتجو الألومنيوم إلى تطوير وسائل قليلة التكلفة لتصنيع الألومنيوم من مصادر أخرى. واليوم يُصنِّع بعض المنتجين الألومنيوم من الألونيت (خام الشَّب) والصلصال ـ على أن البوكسيت يظل المادة الأقل تكلفة في التنقية.
Bauxite is strip mined (تعدين سطحي) لأنه يتواجد على السطح، with little or no overburden. Approximately 95% of the world's bauxite production is processed into aluminium. Bauxites are typically classified according to their intended commercial application: metallurgical, abrasive, cement, chemical and refractory.
يتم تسخين البوكسيتات في أوعية ضغط مع محلول هيدروكسيد الصوديوم عند درجة حرارة 150-200 °م والتي عبرها ينحل الألومنيوم كألومينات (عملية باير). بعد فصل ferruginous residue (red mud) by filtering, pure gibbsite is precipitated when the liquor is cooled and seeded with fine grained aluminium hydroxide. Gibbsite is converted into أكسيد الألومنيوم by heating. This is molten at approx. 1000 °C by addition of cryolite as a flux and reduced to metallic aluminium by a highly energy-consumptive electrolytic process (the Hall-Héroult process).
انظر أيضا
المصادر
- Bardossy, G. (1982): Karst Bauxites. Bauxite deposits on carbonate rocks. Elsevier Sci. Publ. 441 p.
- Bardossy, G. and Aleva, G.J.J. (1990): Lateritic Bauxites. Developments in Economic Geology 27, Elsevier Sci. Publ. 624 p. ISBN 0-444-98811-4
- ^ معن يوسف (2006-11-22). "البوكسيت الخام الذي يصنع الألمنيوم". مجلة ضاد. Retrieved 2009-03-04.
- ^ وليد خليفة. "الحراريات المتالورجية: الأنواع والتركيبات الكيميائية (2) - طوب الألومينا". نول. Retrieved 2012-03-27.
- محمد أحمد حسن هيكل, منير (2008). أساسيات الجيولوجيا الفيزيائية. القاهرة، مصر: الدار العربية للكتاب.
{{cite book}}: Unknown parameter|coauthors=ignored (|author=suggested) (help)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
"