بوکسیت چیست؟ و چه کاربردی دارد؟

دو مدل بوکسیت

بوکسیت یکی از مهمترین مواد معدنی در صنعت آلومینیوم است. این ماده معدنی به صورت طبیعی در سنگ‌های رسوبی و آهکی یافت می‌شود و در بسیاری از کشورها به وفور وجود دارد.

بوکسیت از ترکیب چهار ماده شیمیایی مختلف تشکیل شده است: دیاسپوریت (Al2O3.H2O)، بوئمیت [AlO (OH)]، جیبسیت (هیدرارژیلیت) Al2O3.3H2O و کوروندوم (Al2O3). بوکسیت به طور کلی شامل اکسید آهن (Fe2O3)، اکسید سیلیکون (SiO2) و اکسید تیتانیوم (TiO2) است.که به عنوان ماده اولیه برای تولید آلومینیوم استفاده می‌شود.
بوکسیت در سال 1821 توسط دکتر لسلی اشتون در شمال فرانسه کشف شد. این ماده معدنی در سراسر جهان یافت می‌شود، اما بیشترین میزان آن در استرالیا، (چین)گینه نو، برزیل، جامائیکا و هندوستان وجود دارد.
در این مقاله در کنار شما همراهان عزیز و محترم ساپرا ویسمن به بررسی بوکسیت و کاربردهای آن خواهیم پرداخت.

بوکسیت های خورد شده

بوکسیت چیست؟

بوکسیت یکی از مهمترین مواد معدنی جهان است که به عنوان منبع اصلی آلومینیوم استفاده می‌شود. این ماده معدنی در سنگ‌های رسوبی وجود دارد و به صورت (هیدرو) اکسید آلومینیوم (AlOOH-Al(OH)3) در معادن استخراج می‌شود.
فرآیند استخراج بوکسیت شامل چند مرحله است. در مرحله اول، بوکسیت از معدن استخراج می‌شود و به کارخانه فرآوری منتقل می‌شود. در مرحله دوم، بوکسیت با استفاده از فرآیند بایر (Bayer) به آلومینیوم هیدروکسید تبدیل می‌شود. در این فرآیند، بوکسیت با محلول سدیم هیدروکسید (NaOH) وارد واکنش می‌شود و آلومینیوم هیدروکسید تولید می‌شود. در مرحله سوم، آلومینیوم هیدروکسید با استفاده از فرآیند کارهال (Hall-Héroult) به آلومینیوم تبدیل می‌شود. در این فرآیند، آلومینیوم هیدروکسید به همراه کاتد کربنی در یک مخلوط از فلزات ذوب شده (معمولاً آلومینیوم و فلزات دیگر مانند مس و نیکل) قرار می‌گیرد. برق جریان داده شده به این مخلوط باعث تجزیه آلومینیوم هیدروکسید به آلومینیوم و اکسیژن می‌شود. آلومینیوم به عنوان ماده نهایی در قالب بلوک‌های فلزی به دست می‌آید.

تولید بوکسیت

کاربرد بوکسیت چیست؟

بوکسیت یکی از مهمترین مواد معدنی است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

1. تولید آلومینیوم: بوکسیت به عنوان ماده اولیه تولید آلومینیوم استفاده می‌شود.
2. صنعت شیشه: بوکسیت به عنوان ماده اولیه در تولید شیشه استفاده می‌شود. بوکسیت با کربنات سدیم (Na2CO3) و کربنات کلسیم (CaCO3) واکنش داده می‌شود تا سیلیکات سدیم و کلسیم تولید شود. سپس این ترکیبات با شن و سیلیسیوم دی‌اکسید (SiO2) واکنش داده می‌شوند تا شیشه تولید شود.
3. صنعت پلیمر: بوکسیت به عنوان ماده اولیه در تولید پلیمرها استفاده می‌شود. در این فرآیند، بوکسیت با اسید سولفوریک (H2SO4) واکنش داده می‌شود تا آلومینیوم سولفات (Al2(SO4)3) تولید شود. سپس آلومینیوم سولفات با پلیمرهای مختلف واکنش داده می‌شود تا پلیمرهای مختلف تولید شوند.
   به طور کلی، بوکسیت به عنوان ماده اولیه در صنایع مختلفی مانند تولید آلومینیوم، شیشه، پلیمر، کاغذ، نساجی و داروسازی استفاده می‌شود. استفاده از بوکسیت در این صنایع باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی فرآیند تولید می‌شود. در ادامه به بررسی دو مثال مهم از کاربردهای بوکسیت خواهیم پرداخت.

بوکسیت برای تولید سیمان نسوز

سیمان نسوز یکی از مهمترین مواد در صنعت نسوز است که در تولید بسیاری از محصولات مصرفی در صنایع فولاد، نفت و گاز و پتروشیمی، صنایع سیمان و… استفاده میشود.
برای تولید سیمان نسوز با استفاده از بوکسیت، ابتدا بوکسیت به صورت خرد شده و به همراه سایر مواد اولیه سیمان نسوز مانند سیلیس و آهک در کوره‌های دوار پخت میشود. در این کوره‌ها، مواد اولیه نسوز با دمای بالا تحت عملیاتی به نام کلینکرسازی تبدیل (به کلینکر سیمان) می‌شوند. در این فرآیند، بوکسیت به صورت شیمیایی با سایر مواد اولیه واکنش می‌دهد و کلینکر تولید می‌شود. کلینکر یکی از مواد اصلی سیمان نسوز است که به همراه مواد افزودنی مانند سنگ آهک در آسیاب‌های سیمان آسیاب می‌شود تا به صورت پودری و یکنواخت تبدیل شود. در نهایت سیمان نسوز در تولید انواع جرم های نسوز استفاده میشود.

نمایی از یک بوکسیت

بوکسیت به عنوان یک روان ساز در صنعت فولاد

روان سازها در صنعت فولاد برای کاهش دمای ذوب و همچنین بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد استفاده می‌شوند. بوکسیت به عنوان یکی از روان سازهای مورد استفاده در صنعت فولاد شناخته شده است. بوکسیت به عنوان یک ماده آلیاژی باعث کاهش دمای ذوب فولاد می‌شود و همچنین خواص فیزیکی و شیمیایی آن را بهبود می‌بخشد. بوکسیت به عنوان یک روان ساز در صنعت فولاد به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. در روش مستقیم، بوکسیت به عنوان یک ماده آلیاژی به فولاد اضافه می‌شود و در روش غیرمستقیم، بوکسیت به عنوان یک ماده پیش‌ساز به فولاد اضافه می‌شود.

بوکسیت از چه ترکیباتی تشکیل شده است؟

گفتیم که بوکسیت یکی از مهم‌ترین مواد معدنی در صنعت آلومینیوم است و از ترکیبات آلومینیومی استخراج می‌شود. بوکسیت به صورت اصلی از سه ترکیب شیمیایی آلومینیوم، سیلیسیم و آهن تشکیل شده است. همچنین، مقادیر کمی از ترکیبات دیگری مانند تیتانیوم، کروم، گالیوم، منیزیم و سدیم نیز در بوکسیت وجود دارد.
ترکیب شیمیایی بوکسیت به صورت Al2O3·nH2O نشان داده می‌شود که در آن n مقداری متغیر است که به تعداد آب مولکول‌های موجود در ساختار بوکسیت اشاره دارد. برای مثال، بوکسیت با n=1 به عنوان مونوهیدرات بوکسیت شناخته می‌شود.
بوکسیت به صورت اصلی در کانی‌هایی مانند گیبسیت، دیاسپور و بوهمیت یافت می‌شود. بوهمیت به عنوان مهم‌ترین منبع بوکسیت در جهان شناخته شده است و بیشترین مقدار بوکسیت استخراج شده از این منبع به دست می‌آید.
در نتیجه، بوکسیت از ترکیبات آلومینیومی، سیلیسیمی و آهنی تشکیل شده است که به صورت اصلی در کانی بوهمیت یافت می‌شود. همچنین، مقادیر کمی از ترکیبات دیگری نیز در بوکسیت وجود دارد.

نمایی از تولید بوکسیت

منابع استخراج بوکسیت در کدام کشورها است؟

بوکسیت در بسیاری از کشورها به صورت وسیعی استخراج می‌شود. در این بخش از مقاله، به بررسی منابع استخراج بوکسیت در کشورهای مختلف پرداخته می‌شود.

1. استرالیا:
   استرالیا یکی از بزرگترین تولیدکنندگان بوکسیت در جهان است. در سال ۲۰۲۰، استرالیا بیش از ۳۰٪ از تولید جهانی بوکسیت را تولید کرد. بیشترین منابع بوکسیت در استرالیا در ایالت‌های وسترن استرالیا، کوئینزلند و نیو ساوت ولز قرار دارد.
2. چین:
   چین دومین بزرگترین تولیدکننده بوکسیت در جهان است. در سال ۲۰۲۰، چین حدود ۲۳٪ از تولید جهانی بوکسیت را تولید کرد. بیشترین منابع بوکسیت در چین در استان‌های شانگشای، گوانگشی و هاینان قرار دارد.
3. گینه:
   گینه سومین بزرگترین تولیدکننده بوکسیت در جهان است. در سال ۲۰۲۰، گینه حدود ۱۸٪ از تولید جهانی بوکسیت را تولید کرد. بیشترین منابع بوکسیت در گینه در منطقهٔ بوکسیت داریوس قرار دارد.
4. برزیل:
   برزیل چهارمین بزرگترین تولیدکننده بوکسیت در جهان است. در سال ۲۰۲۰، برزیل حدود ۱۰٪ از تولید جهانی بوکسیت را تولید کرد. بیشترین منابع بوکسیت در برزیل در ایالت پارا قرار دارد.
5. هند:
   هند پنجمین بزرگترین تولیدکننده بوکسیت در جهان است. در سال ۲۰۲۰، هند حدود ۷٪ از تولید جهانی بوکسیت را تولید کرد. بیشترین منابع بوکسیت در هند در ایالت‌های اوریسا، جهارخند و گوا قرار دارد.
6. روسیه:
   روسیه ششمین بزرگترین تولیدکننده بوکسیت در جهان است. در سال ۲۰۲۰، روسیه حدود ۵٪ از تولید جهانی بوکسیت را تولید کرد. بیشترین منابع بوکسیت در روسیه در منطقهٔ اورال و سیبری قرار دارد.

در کنار این کشورها، کشورهایی مانند ویتنام، جامائیکا، سورینام، مالزی و غیره نیز در تولید بوکسیت دارای نقش مهمی هستند.

3 مدل بوکسیت مختلف

سخن پایانی

بوکسیت به عنوان یکی از مواد معدنی مهم جهان، نقش بسیار مهمی در صنعت و اقتصاد جهانی دارد. به طور کلی، بوکسیت به عنوان ماده اولیه در صنایع مختلفی مانند تولید آلومینیوم، شیشه، پلیمر، کاغذ، نساجی و داروسازی استفاده می‌شود. استفاده از بوکسیت در این صنایع باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی فرآیند تولید می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر و تهیه این محصول می‌توانید با همکاران ما در ساپراویسمن درارتباط باشید.

منبع