Кіріспе
Алюминийге бай шөгінді тау жынысы – боксит (/b//ɔː//k//s//aɪ//t/) – салыстырмалы түрде жоғары алюминий мөлшеріне ие шөгінді тау жынысы. Бұл алюминий мен галлийдің әлемдегі негізгі кені. Боксит негізінен гиббсит (|Al(OH)3), боэмит (γ AlO(OH)) және диаспор (α AlO(OH)) алюминий минералдарынан, сондай-ақ гоетит (FeO(OH)) және гематит (|Fe2O3) екі темір оксидінен, каолинит (|Al2Si2O5(OH)4) алюминий саз минералынан және анатаз (|TiO2) мен илменит (|FeTiO3 немесе |FeO*TiO2) кішкентай мөлшерлерінен тұрады. Боксит түсі солғын, қызғылт қоңыр, ақ немесе күйдірілген түсті болуы мүмкін. 1821 жылы француз геологы Пьер Бертье Францияның оңтүстігіндегі Прованс аймағындағы Ле-Бо ауылының жанында бокситті ашты. Боксит өндіру және тазарту процесі қоршаған орта мен адамдарға көптеген зиянды әсер етеді. Бұл зиянды әсерлер жақсы құжатталған және олардың әлемнің әртүрлі аймақтарынан көптеген мысалдары бар. Оларға қоршаған ортаның, судың және ауаның ластануы, топырақтың құлдырауы және топырақ эрозиясы жатады.
the ore
Bauxite ('/b//ɔː//k//s//aɪ//t/) is a sedimentary rock with a relatively high aluminium content. It is the world's main source of aluminium and gallium. Bauxite consists mostly of the aluminium minerals gibbsite (|Al(OH)3), boehmite (γ AlO(OH)) and diaspore (α AlO(OH)), mixed with the two iron oxides goethite (FeO(OH)) and haematite (|Fe2O3), the aluminium clay mineral kaolinite (|Al2Si2O5(OH)4) and small amounts of anatase (|TiO2) and ilmenite (|FeTiO3 or |FeO*TiO2). Bauxite appears dull in luster and is reddish brown, white, or tan. In 1821, the French geologist Pierre Berthier discovered bauxite near the village of Les Baux in Provence, southern France. Bauxite extraction and refining has numerous negative consequences to the environment and to people. The negative impacts are well documented and there are many examples from all over the world. These impacts include the destruction of the environment, water, and air soil pollution and soil degradation.
Өндіріс және қорлар
Австралия боксит өндіруші елдердің арасында ең ірісі, одан кейін Гвинея және Қытай келеді. Боксит көбінесе ашық карьермен өндіріледі, себебі ол әдетте жер бетіне жақын және аз немесе мүлдем жабын қабатызсыз кездеседі. Алюминийді қайта өңдеуді ұлғайту, рудадан алюминий өндіруге қарағанда аз электр энергиясын қажет ететіндіктен, әлемдегі боксит қорын айтарлықтай ұзартуға мүмкіндік береді.
Алюминий өндірісі
2010 жылға қарай әлемдегі құрғақ боксит өндірісінің шамамен 70-80%-ы алдымен алюминий тотығына (алюминаға), содан кейін электролиз арқылы алюминийге өңделеді. Боксит тау жыныстары әдетте олардың мақсатты коммерциялық қолданысына сәйкес жіктеледі: металлургиялық, абразивтік, цементтік, химиялық және отқа төзімді. Боксит кені әдетте қысымды ыдыста натрий гидроксидінің ерітіндісімен бірге белгілі бір температурада қыздырылады. Осы температурада алюминий натрий алюминаты түрінде ерітіледі (Байер процесі). Бокситтегі алюминий қосылыстары гиббсит (Al(OH)3), боемит (AlOOH) немесе диаспор (AlOOH) түрінде болуы мүмкін; алюминий компонентінің әртүрлі түрлері өндіру шарттарын анықтайды. Алюминий қосылыстары өндірілгеннен кейін ерімеген қалдық – боксит шөбі, темір оксидтерін, кремнийді, кальцийді, титанды және біршама өңделмеген алюминийді қамтиды. Қалдықтарды сүзу арқылы бөлгеннен кейін, сұйықтықты салқындатқанда таза гиббсит тұнбаға түседі, содан кейін ұсақ дәнді алюминий гидроксидімен толықтырылады. Гиббсит әдетте айналмалы пештерде немесе жылдам қыздыру қондырғыларында белгілі бір температурадан жоғары температурада қыздыру арқылы алюминий оксидіне (Al2O3) айналдырылады. Бұл алюминий оксиді балқытылған криолитте шамамен белгілі бір температурада ерітіледі. Содан кейін, бұл балқытылған зат электролиз процесінде электр тогын өткізу арқылы металл алюминийін береді, бұл процесс оны ашқан американдық және француз ғалымдарының құрметіне Холл-Героль процесі деп аталады. Бұл процеске дейін, және Девилл процесіне дейін алюминий кені элементтік натрий немесе калиймен бірге вакуумде қыздыру арқылы тазартылған. Бұл әдіс күрделі болды және сол кезде өте қымбат материалдарды қажет етті. Бұл алғашқы элементтік алюминийді алтыннан да қымбат етті.
Теңіз қауіпсіздігі
Боксит – А тобының жүк түріне жатады және тым ылғалды болса сұйықтануы мүмкін. Сұйықтану және еркін бет әсері жүктің қойма ішінде күрт жылғалуына, кемені тұрақсыз етуіне және оның батып кетуіне алып келуі мүмкін. 2015 жылы осылай батып кеткен деген күдік туған кемелердің бірі – "MS Bulk Jupiter" болды. Бұл құбылысты анықтауға қолданылатын әдістердің бірі – "құмыра тәжірибесі", онда материалдың үлгісі цилиндр пішіндес құмыраға салынып, бірнеше рет бетке соғылады. Егер құмырада ылғалды қоспа пайда болса, жүктің сұйықтану қаупі бар; алайда, сынама құрғақ болған жағдайда да, оның осы күйде қалатынына немесе жүк тиеуге қауіпсіз екеніне толық кепілдік жоқ.
Галлийдің көзі
Боксит – сирек галлий металлының негізгі көзі. Баер процесінде бокситті алюминийге өңдеу кезінде галлий натрий гидроксидінің ерітіндісінде жиналады. Одан оны әртүрлі әдістермен бөліп алуға болады. Ең соңғы әдіс – ион алмастырушы тотықтарды қолдану. Бөліп алу тиімділігі бастапқы бокситтегі галлийдің концентрациясына тікелей байланысты. Әдеттегі 50 ppm концентрацияда, галлийдің шамамен 15 пайызын бөліп алуға болады. Боксит ванадийдің де ықтимал көзі болып табылады.
Әлеуметтік-экологиялық әсерлері
Боксит өндірудің әлеуметтік және экологиялық салдары жақсы зерттелген. Әлемдегі боксит кен орындарының көп бөлігі жер бетінен 1-ден 20 метрге дейін орналасқан. Ашық карьер – шалшық бокситті өндірудің ең көп таралған тәсілі. Оның құрамында табиғатта ыдырамайтын натрий алюминосиликаты, кальций титанаты, алюминий моногидраты және алюминий тригидраты сияқты бірнеше элементтер бар. Дұрыс сақталмаған жағдайда, қызыл саз топырақ пен суды ластауы мүмкін, бұл жергілікті флора мен фаунаның жойылуына әкелуі мүмкін. 2010 жылы Венгриядағы Маркал өзеніне қызыл саз төгілгеннен кейін, өзендегі барлық тіршілік қырылды. Қызыл саз кепкен кезде, ол өкпе ауруларына, қатерлі ісікке және туа біткен аномалияларға себеп болатын шаңға айналады. 2015-2018 жылдар аралығында Гвинеяның Боке аймағында жаңа боксит кен орындары ашу 35 қақтығысқа әкелді, оның ішінде көтерілістер мен жолдарды жабу да болды. Бұл қақтығыстар адам өміріне қатер келтірді, ауыр техника қиратылды және мемлекеттік ғимараттар зардап шекті. Орман қоры Ганадағы екі ылғалды мәңгі жасыл орманның бірі болып табылады және Ганадағы қалған орманды мекендеу ортасының 20 пайызын құрайды. Атева таулары Аким Абуакуа дәстүрлі аймағының құзыретінде және Окиенхене атанған патшаның бақылауында. Бұл аймақтар тығыз халқы бар және 100 миллионнан астам түпкілікті индей халқының мекені. Бұл жерлердегі тау шыңдары су көзі болып табылады және аймақтың құнарлылығына үлкен үлес қосады. Үндістанның боксит өнеркәсібі алюминий өндіру үшін осы жерді пайдалануға қызығушылық танытуда, бұл құрлықтағы және су экожүйелеріне үлкен қауіп төндіреді. Тарихи тұрғыдан алғанда, осы жерлерде тұратын түпкілікті халықтар дамуға қарсылық көрсетіп, аймақтағы жаңа боксит кен орындарының ашылуына қарсы тұрады. Бұл түпкілікті қауымдастықтар мен полиция арасындағы қақтығыстарға әкелді. 2000 жылдың 16 желтоқсанында полиция Кашипур аймағында боксит жобасына қарсы наразылық кезінде үш түпкілікті наразылықты өлтіріп, оннан астам адамды жарақаттады.