コンテンツ
- ボーキサイトとは？
- ボーキサイト組成とは何ですか？
- 物性ボーキサイト
- アルミニウム生産に使用されるボーキサイト
- 研磨剤としてのボーキサイトの使用
- プロパンキとしてのボーキサイトの使用
- ボーキサイトの代替
- ボーキサイトの産地
ボーキサイト アーカンソー州リトルロックから、ピソライトの習慣と特徴的な赤い鉄の染色を示します。標本の直径は約4インチ（10センチ）です。
ボーキサイトとは？
多くの人々は、ボーキサイトが鉱物ではないことを知って驚いています。これは、主にアルミニウムを含む鉱物で構成される岩石です。ラテライト土壌が湿潤熱帯気候または亜熱帯気候でシリカおよびその他の可溶性物質から激しく浸出すると形成されます。
ボーキサイトは、アルミニウムの主要な鉱石です。これまでに製造されたアルミニウムのほぼすべてがボーキサイトから抽出されています。米国には少数の小さなボーキサイト鉱床がありますが、米国で使用されるボーキサイトの少なくとも99％は輸入されています。米国は、アルミニウム金属の主要な輸入国でもあります。
ボーキサイト組成とは何ですか？
ボーキサイトには特定の組成はありません。含水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、粘土鉱物、および石英、赤鉄鉱、磁鉄鉱、菱鉄鉱、針鉄鉱などの不溶性物質の混合物です。ボーキサイトのアルミニウム鉱物には、ギブサイトAl（OH）が含まれます。3、ベーマイトAlO（OH）、およびダイアスポア、AlO（OH）。
物性ボーキサイト
ボーキサイトは通常、モーススケールで硬度が1〜3の柔らかい素材です。白色から灰色から赤褐色で、ピソライト構造、土の光沢、および2.0〜2.5の低比重です。これらのプロパティは、ボーキサイトを識別するのに役立ちます。ただし、ボーキサイトの価値や有用性とは関係ありません。これは、ボーキサイトは、ほとんどの場合、ボーキサイトとは明らかに異なる物理的性質を持つ別の材料に加工されるためです。
ボーキサイトのピソライト： ページ上部の写真のボーキサイト標本の拡大図。この写真は、ピソライトの詳細を示しています。
アルミニウム生産に使用されるボーキサイト
ボーキサイトはアルミニウムの主要鉱石です。アルミニウム製造の最初のステップは、ボーキサイトを粉砕し、Bayerプロセスを使用して精製することです。バイエルプロセスでは、ボーキサイトは水酸化ナトリウムの高温溶液で洗浄され、ボーキサイトからアルミニウムが浸出されます。アルミニウムは、水酸化アルミニウム、Al（OH）の形で溶液から沈殿します。3。次に、水酸化アルミニウムを焼成して、アルミナ、Al2O3.
アルミニウムは、Hall-Heroultプロセスを使用してアルミナから製錬されます。 Hall-Heroultプロセスでは、アルミナは氷晶石（Na3AlF6）。溶融アルミニウムは、電気分解により溶液から除去されます。このプロセスは膨大な量の電気を使用します。アルミニウムは通常、電気料金が非常に低い場所で生産されます。米国で使用されるアルミニウムの多くは、水力発電を使用してカナダで生産されています。
ピソライトのないボーキサイト： ガイアナのデメララ産ボーキサイト。ボーキサイトの標本の中には、ピソライト構造を持たないものがあります。標本の直径は約4インチ（10センチ）です。
研磨剤としてのボーキサイトの使用
焼成アルミナは合成コランダムであり、非常に硬い材料です（モース硬度スケールでは9）。焼成アルミナは粉砕され、サイズごとに分離され、研磨剤として使用されます。酸化アルミニウムのサンドペーパー、研磨パウダー、および研磨懸濁液は、焼成アルミナから作られています。
焼結ボーキサイトは、サンドブラスト研磨剤としてよく使用されます。ボーキサイトを粉砕して粉末にし、それを非常に高い温度で球形ビーズに溶かして製造されます。これらのビーズは非常に硬く、非常に耐久性があります。次に、ビーズはサイズごとに分類され、さまざまな種類のサンドブラスト装置やさまざまなサンドブラスト用途に使用されます。それらの丸い形状は、配送機器の摩耗を減らします。
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プロパンキとしてのボーキサイトの使用
焼結ボーキサイトは、油田のプロパントとしても使用されます。石油と天然ガスの掘削では、非常に高い圧力の下で井戸に流体を送り込むことにより、貯留岩がしばしば割れます。圧力は非常に高いレベルまで上昇し、頁岩貯留岩を破壊します。破砕が起こると、水と「プロパント」として知られる浮遊粒子が骨折に突入し、それらを押し広げます。ポンプをオフにすると、亀裂が閉じて、プロパント粒子がリザーバーに閉じ込められます。十分な数の耐破砕性粒子が貯留層に残っている場合、割れ目は「支えられて」開き、岩から油や天然ガスが流れ出て井戸に入ります。このプロセスは、水圧破砕として知られています。
粉末のボーキサイトは、非常に高い温度で小さなビーズに融合することができます。これらのビーズは非常に高い耐破砕性を備えているため、プロパントとして適しています。それらは、ほぼすべてのサイズおよび比重の範囲で製造できます。ビーズの比重とそのサイズは、水圧破砕流体の粘度と、岩石に発達すると予想される割れ目のサイズに一致させることができます。製造されたプロパントは、フラックサンドとして知られる天然のプロパントと比較して、幅広い粒径と比重を提供します。
ボーキサイトの代替
世界のボーキサイト資源は、現在のレートで数十年の生産に適しています。アルミナの生産には、ボーキサイトの代わりに他の材料を使用できます。粘土鉱物、明un石、斜長岩、発電所の灰、およびオイルシェールは、異なるプロセスを使用して、より高いコストでアルミナを生産するために使用できます。ボーキサイトベースの研磨剤の代わりに、炭化ケイ素と合成コランダムが時々使用されます。マグネサイトから作られた合成ムライトと酸化マグネシウムは、ボーキサイトベースの耐火物の代わりに時々使用されます。
ボーキサイトの産地
ボーキサイトは、世界中の多くの場所で豊富に見られます。 2017年の10の主要なボーキサイト生産国は、オーストラリア、中国、ブラジル、インド、ギニア、ジャマイカ、ロシア、カザフスタンでした。これらの国のそれぞれには、長年の継続的な生産のための十分な埋蔵量があります。いくつかは、100年以上の生産のための準備を持っています。
米国のアーカンソー州、アラバマ州、ジョージア州には少量のボーキサイトがあります。しかし、米国ではボーキサイトの採掘はほとんど行われておらず、消費の少なくとも99％が輸入されています。