עפרת אלומיניום: פיקדונות, כרייה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

בתעשייה המודרנית, עפרת אלומיניום היא חומר הגלם המבוקש ביותר. ההתפתחות המהירה של המדע והטכנולוגיה הרחיבה את היקף היישום שלה. מהי עפרת אלומיניום והיכן כורים היא מתוארת במאמר זה.

ערך תעשייתי של אלומיניום

אלומיניום נחשבת למתכת הנפוצה ביותר. לפי מספר המרבצים בקרום כדור הארץ, הוא מדורג במקום השלישי. האלומיניום מוכר לכולם גם כיסוד בטבלה המחזורית, השייך למתכות קלות.

עפרת אלומיניום היא חומר גלם טבעי שממנו מקבלים מתכת זו. הוא נכרה בעיקר מבוקסיטים, המכילים תחמוצות אלומיניום (אלומינה) בכמות הגדולה ביותר - בין 28 ל-80%. סלעים אחרים - אלוניט, נפלין ונפלין-אפטיט משמשים גם הם כחומרי גלם לייצור אלומיניום, אך הם באיכות ירודה יותר ומכילים משמעותית פחות אלומינה.

במטלורגיה לא-ברזלית, האלומיניום במקום הראשון. העובדה היא שבגלל מאפייניו הוא משמש בתעשיות רבות. אז, מתכת זו משמשת בהנדסת הובלה, ייצור אריזה, בנייה, לייצור מוצרי צריכה שונים. אלומיניום נמצא בשימוש נרחב גם בהנדסת חשמל.

כדי להבין את חשיבות האלומיניום עבור האנושות, פשוט תסתכל על חפצי הבית שאנו משתמשים בהם מדי יום. הרבה פריטים ביתיים עשויים מאלומיניום: אלה הם חלקים למכשירי חשמל (מקרר, מכונת כביסה וכו'), כלים, ציוד ספורט, מזכרות, אלמנטים פנימיים. אלומיניום משמש לרוב לייצור סוגים שונים של מיכלים ואריזות. לדוגמה, פחיות או מיכלים חד פעמיים בנייר כסף.

סוגי עפרות אלומיניום

אלומיניום נמצא ביותר מ-250 מינרלים. מבין אלה, היקרים ביותר לתעשייה הם בוקסיט, נפלין ואלוניט. בואו נתעכב עליהם ביתר פירוט.

עפרת בוקסיט

בטבע, אלומיניום טהור לא נמצא. הוא מתקבל בעיקר מעפרת אלומיניום - בוקסיט. זהו מינרל המורכב ברובו מהידרוקסידים מאלומיניום, כמו גם תחמוצות של ברזל וסיליקון. בשל התכולה הגבוהה של אלומינה (מ-40 עד 60%), בוקסיט משמש כחומר גלם לייצור אלומיניום.

מאפיינים פיזיים של עפרות אלומיניום:

• מינרל אטום של אדום ואפור בגוונים שונים;
• הדגימות הקשות ביותר הן 6 בסולם המינרלוגי;
• צפיפות הבוקסיטים, בהתאם להרכב הכימי, נע בין 2900-3500 ק"ג/מ"ר.

המשקעים של עפרות בוקסיט מרוכזים באזורים המשווניים והטרופיים של כדור הארץ. מרבצים עתיקים נוספים ממוקמים בשטחה של רוסיה.

איך נוצרת עפרת אלומיניום בוקסיט

בוקסיטים נוצרים מהידרט מונוהידראט אלומינה, בוהמיט ודיאספורה, טריהידראט הידרט - הידררגיליט והמינרלים הנלווים הידרוקסיד ותחמוצת ברזל.

בהתאם להרכב האלמנטים היוצרים את הטבע, קיימות שלוש קבוצות של עפרות בוקסיט:

1. בוקסיטים מונוהידרטים - מכילים אלומינה בצורת מונוהידראט.
2. טריהידראט - מינרלים אלה מורכבים מאלומינה בצורת טריהידראט.
3. מעורב - קבוצה זו כוללת את עפרות האלומיניום הקודמות בשילוב.

משקעים של חומרי גלם נוצרים עקב בליה של סלעים חומציים, בסיסיים ולעיתים בסיסיים, או כתוצאה מהשקעה הדרגתית של כמויות גדולות של אלומינה על קרקעית הים והאגם.

Alunite ore

סוג זה של פיקדון מכיל עד 40% תחמוצת אלומיניום. עפרת אלוניט נוצרת באגן המים ובאזורי החוף בתנאים של פעילות הידרותרמית וגעשית אינטנסיבית. דוגמה למרבצים כאלה היא אגם Zaglinskoye בקווקז הקטן.

הסלע נקבובי. הוא מורכב בעיקר מקאוליניטים והידרומיקה. מעניינים תעשייתיים הם עפרות עם תכולת אלוניטים של יותר מ-50%.

Nepheline

זוהי עפרת אלומיניום ממקור מחש. זהו אלקליין גבישי מלאגֶזַע. בהתאם להרכב ולמאפיינים הטכנולוגיים של העיבוד, נבדלות מספר דרגות של עפרות נפלין:

• כיתה א' – 60–90% נפילין; הוא מכיל יותר מ-25% אלומינה; העיבוד מתבצע על ידי סינטר;
• כיתה ב' - 40-60% נפלין, כמות האלומינה מעט נמוכה יותר - 22-25%; נדרשת העשרה במהלך העיבוד;
• כיתה שלישית - מינרלים של נפלין שאינם מייצגים שום ערך תעשייתי.

כריית אלומיניום גלובלית

לראשונה, עפרות אלומיניום כרו במחצית הראשונה של המאה ה-19 בדרום מזרח צרפת, ליד העיירה בוקס. מכאן מגיע השם בוקסיט. בתחילה התפתח ענף תעשייה זה בקצב איטי. אבל כאשר האנושות העריכה איזה סוג של עפרות אלומיניום שימושי לייצור, היקף האלומיניום התרחב באופן משמעותי. מדינות רבות החלו בחיפוש אחר פיקדונות בשטחן. לפיכך, הייצור העולמי של עפרות אלומיניום החל לעלות בהדרגה. הנתונים מאשרים עובדה זו. אז, אם בשנת 1913 הנפח העולמי של עפרות מכרו היה 540 אלף טון, אז ב-2014 זה היה יותר מ-180 מיליון טון.

כמו כן הגדילו בהדרגה את מספר המדינות המייצרות עפרות אלומיניום. כיום ישנם כ-30 מהם, אך במהלך 100 השנים האחרונות, המדינות והאזורים המובילים השתנו ללא הרף. אז, בתחילת המאה ה-20, צפון אמריקה ומערב אירופה היו המובילות בעולם בהפקת עפרות אלומיניום והפקתה. שני אזורים אלה היוו כ-98%ייצור עולמי. כמה עשורים לאחר מכן, במונחים של אינדיקטורים כמותיים של תעשיית האלומיניום, מדינות מזרח אירופה, אמריקה הלטינית וברית המועצות הפכו למובילות. וכבר בשנות ה-50 וה-60, אמריקה הלטינית הפכה למובילה מבחינת ייצור. ובשנות ה-80-1990. הייתה פריצת דרך מהירה בתעשיית האלומיניום באוסטרליה ובאפריקה. במגמה העולמית הנוכחית, מדינות כריית האלומיניום העיקריות הן אוסטרליה, ברזיל, סין, גינאה, ג'מייקה, הודו, רוסיה, סורינאם, ונצואלה ויוון.

הפקדות עפרות ברוסיה

במונחים של ייצור עפרות אלומיניום, רוסיה מדורגת במקום השביעי בדירוג העולמי. למרות שמרבצי עפרות האלומיניום ברוסיה מספקים למדינה מתכת בכמויות גדולות, אין די בכך כדי לספק את התעשייה במלואה. לכן, המדינה נאלצת לקנות בוקסיט במדינות אחרות.

בסך הכל, יש 50 מרבצי עפרות ברוסיה. מספר זה כולל גם את המקומות שבהם מכרה המינרל, וגם מרבצים שטרם פותחו.

רוב עתודות העפרות נמצאות בחלק האירופי של המדינה. כאן הם ממוקמים באזורי סברדלובסק, ארכנגלסק, בלגורוד, ברפובליקה של קומי. כל האזורים הללו מכילים 70% ממאגרי העפרות המוכחים של המדינה.

עפרות אלומיניום ברוסיה עדיין נכרות במרבצי בוקסיט ישנים. אזורים אלה כוללים את שדה Radynskoye באזור לנינגרד. כמו כן, בשל המחסור בחומרי גלם, רוסיה משתמשת בעפרות אלומיניום אחרות,מרבצים שבהם נבדלים באיכות הגרועה ביותר של מרבצי מינרלים. אבל הם עדיין מתאימים למטרות תעשייתיות. אז ברוסיה כורים עפרות נפלין בכמויות גדולות, מה שמאפשר גם להשיג אלומיניום.