Бокситы — алюминиевая руда¶
Бокситы — это осадочно-метаморфические горные породы, состоящие преимущественно из гидроксидов алюминия (гидраргиллита, бёмита, диаспора) с примесями оксидов железа, кремнезёма, титана и других элементов. Бокситы являются основным сырьём для промышленного производства алюминия: из них методом переработки по технологии Байера получают глинозём (оксид алюминия), который затем электролитически восстанавливают до металлического алюминия. Название породы происходит от французского bauxite — по месту первых разработок у деревни Ле-Бо (Les Baux) в Провансе, где в 1821 году бокситы были впервые описаны.
¶Происхождение и образование
Бокситы формируются в условиях жаркого влажного климата в результате химического выветривания силикатных пород, богатых алюминием (обычно полевых шпатов и глин). При интенсивном вымывании кремнезёма, щелочных и щёлочноземельных элементов относительно малоподвижный алюминий концентрируется в остатке в виде гидроксидов. Этот процесс, известный как латеритизация, формирует так называемые латеритные бокситоносные плато.
Основные условия образования бокситов:
- Тёплый влажный климат с чёткой сезонностью осадков;
- Наличие исходных алюминийсодержащих пород (гранитов, гнейсов, вулканических туфов);
- Плоский рельеф, препятствующий быстрой эрозии;
- Длительная геологическая стабильность поверхности.
По происхождению бокситы делят на латеритные (сформированные на месте выветривания) и транспортные (перенесённые водными потоками и переотложенные). Латеритные бокситы составляют основную часть мировых запасов.
¶Состав и свойства
Основные минералы бокситов — гидраргилл Al(OH)₃, бёмит AlO(OH) и диаспор AlO(OH). Помимо алюминия, бокситы содержат примеси Fe₂O₃ и FeO (придающие породе красно-бурый цвет), SiO₂, TiO₂, CaO, MgO, а также редкие элементы — галлий, ванадий, хром, никель, цирконий.
Качество бокситов оценивают по нескольким показателям:
| Показатель | Характеристика |
|---|---|
| Содержание Al₂O₃ | Обычно 40–60 % (в промышленных рудах не менее 45–50 %) |
| Содержание SiO₂ | Чем ниже, тем лучше: кремнезём повышает расход щёлочи при переработке |
| Отношение Al₂O₃/SiO₂ (модуль) | Ключевой показатель: чем выше, тем экономичнее переработка |
| Содержание Fe₂O₃ | Влияет на цвет и примеси в глинозёме |
По внешнему виду бокситы — плотные, твёрдые или глинистые породы красного, бурого, жёлтого или серого цвета, часто с пористой или землистой структурой. Плотность составляет 2,3–2,75 г/см³.
¶Мировые месторождения
Мировые запасы бокситов оцениваются в более чем 30 млрд тонн. Крупнейшие страны по запасам:
- Гвинея — более 7 млрд тонн, включая гигантское месторождение Бёке (Boke) в районе Боке;
- Австралия — крупнейший производитель (около 100 млн тонн в год), месторождения в Западной Австралии (Дарлинг-Рейндж, Веипа);
- Вьетнам — крупные запасы, но разработка ограничена;
- Бразилия — месторождения в штатах Пара и Амазонас;
- Ямайка, Индия, Индонезия, Китай.
¶Бокситы в России
Россия обладает ограниченными запасами бокситов, сосредоточенными преимущественно в трёх регионах:
- Северный Урал — Тайгинское, Айвинское, Северо-Уральское бокситоносное район (Северо-Уральский бокситорудный район, СУБР), основная сырьевая база «Русала»;
- Среднее Приднепровье — Терновское месторождение в Днепропетровской области (Украина, до 2014 года обеспечивало «Русал» сырьём);
- Красноярский край — Тулунское и Усть-Илимское месторождения, перспективные, но не разрабатываемые в промышленных масштабах;
- Бурятия — Туганское месторождение, разрабатывается с 2010-х годов.
Основные российские компании, работающие с бокситами, — «Русал» (крупнейший в мире производитель алюминия) и «Арктикредмет». Глинозёмные заводы расположены в Ачинске, Братске, Красноярске, Волхове, Пикалёво и других городах.
¶Добыча и переработка
Добыча бокситов ведётся преимущественно открытым способом, так как залежи обычно залегают близко к поверхности. Глубина разработки редко превышает 50–100 метров. После добычи руда обогащается (флотацией, гравитацией) и направляется на глинозёмные заводы.
Промышленная переработка бокситов осуществляется по технологии Байера: руду растворяют в горячем растворе едкого натрия под давлением, отделают нерастворимый осадок (шлам), а из раствора осаждают гидроксид алюминия, который прокаливают до Al₂O₃. При переработке низкокачественных бокситов с высоким содержанием кремнезёма применяют комбинированный (Байер-синтеринговый) процесс.
¶Экологические аспекты
Добыча бокситов связана с существенными экологическими последствиями: уничтожением растительности, эрозией почв, образованием кислых шламовых водоёмов на глинозёмных заводах. Шлам глинозёмного производства содержит мелкодисперсные частицы гидроксида алюминия и щёлочь, что требует обезвреживания перед хранением. В ряде стран (Индия, Австралия) действуют строгие нормативы по рекультивации отработанных карьеров.
¶История
Первое промышленное освоение бокситов началось во Франции в 1850-х годах. В 1888 году французский химик Луи-Поль Келла разработал технологию получения глинозёма из бокситов (технология Байера), а в 1886 году француз Поль Эру вывел электролитический способ получения алюминия. Эти два изобретения заложили основу мировой алюминиевой промышленности. Массовая добыча бокситов началась в начале XX века, а с 1930-х годов бокситы стали стратегическим сырьём в связи с ростом авиационной и оборонной промышленности.
Источники: Большая советская энциклопедия; «Геология месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых» (под ред. Н. П. Лаверова); данные USGS Mineral Commodity Summaries; «Рудные месторождения» (А. Г. Сорокин); Государственный реестр запасов полезных ископаемых РФ.