Quasi tutto l’alluminio che è mai stato prodotto è stato realizzato in bauxite.
Cos’è la bauxite?
La bauxite è il minerale principale dell’alluminio. Quasi tutto l’alluminio mai prodotto è stato estratto dalla bauxite. Gli Stati Uniti hanno alcuni piccoli giacimenti di questa roccia minerale ma almeno il 99% della bauxite utilizzata negli Stati Uniti viene importata. Gli Stati Uniti sono anche uno dei principali importatori di alluminio metallico.
Molte persone sono sorprese nell’apprendere che la bauxite non è un minerale. È una roccia composta principalmente da minerali contenenti alluminio. Si forma quando i terreni di laterite sono gravemente lisciviati di silice e altri materiali solubili in un clima tropicale o subtropicale umido.
La bauxite non ha una composizione specifica. È una miscela di ossidi di alluminio idrati, idrossidi di alluminio, minerali argillosi e materiali insolubili come quarzo , ematite , magnetite , siderite e goethite. I minerali di alluminio in questa roccia minerale possono includere: gibbsite Al(OH) 3 , boehmite AlO(OH) e, diasporo, AlO(OH).
Proprietà fisiche della bauxite
La bauxite è tipicamente un materiale morbido con una durezza da 1 a 3 sulla scala di Mohs. È da bianco a grigio a marrone rossastro con una struttura pisolitica, lucentezza terrosa e un basso peso specifico compreso tra 2,0 e 2,5. Queste proprietà sono utili per identificare la roccia nello specifico, tuttavia, non hanno nulla a che fare con il valore o l’utilità della stessa. Questo perché la bauxite viene quasi sempre trasformata in un altro materiale con proprietà fisiche nettamente diverse.
Utilizzo per la produzione di alluminio
La bauxite è il principale minerale di alluminio. Il primo passo nella produzione dell’alluminio è frantumare la pietra e purificarla utilizzando il processo Bayer. Nel processo Bayer, la bauxite viene lavata in una soluzione calda di idrossido di sodio, che separa l’alluminio dalla bauxite. L’alluminio viene precipitato dalla soluzione sotto forma di idrossido di alluminio, Al(OH) 3 . L’idrossido di alluminio viene quindi calcinato per formare allumina, Al 2 O 3 .
L’alluminio viene fuso dall’allumina utilizzando il processo Hall-Heroult. Nel processo Hall-Heroult, l’allumina viene disciolta in un bagno fuso di criolite (Na 3 AlF 6 ). L’alluminio fuso viene rimosso dalla soluzione mediante elettrolisi. Questo processo utilizza un’enorme quantità di elettricità. L’alluminio viene solitamente prodotto dove i costi dell’elettricità sono molto bassi. Gran parte dell’alluminio utilizzato negli Stati Uniti viene prodotto in Canada utilizzando l’energia idroelettrica.
Uso come abrasivo
L’allumina calcinata è un corindone sintetico , che è un materiale molto duro (9 sulla scala di durezza Mohs ). L’allumina calcinata viene frantumata, separata per dimensione e utilizzata come abrasivo. La carta vetrata all’ossido di alluminio, le polveri per lucidatura e le sospensioni per lucidatura sono realizzate con allumina calcinata.
La pietra sinterizzata viene spesso utilizzata come abrasivo per sabbiatura. Viene prodotto schiacciando la roccia in polvere e poi fondendola in perle sferiche ad una temperatura molto elevata. Queste perline sono molto dure e molto resistenti. Le perle vengono quindi ordinate per dimensione per l’uso in diversi tipi di apparecchiature di sabbiatura e per diverse applicazioni di sabbiatura. La loro forma rotonda riduce l’usura dell’attrezzatura di consegna.
Sostituti della bauxite
Le risorse mondiali di questo comune minerale roccioso sono adeguate per decenni di produzione ai ritmi attuali. Altri materiali potrebbero essere utilizzati al posto della bauxite per la produzione di allumina. Minerali argillosi, alunite, anortosite, ceneri di centrali elettriche e scisti bituminosi potrebbero essere utilizzati per produrre allumina ma a costi più elevati, utilizzando processi diversi. Al posto degli abrasivi a base di bauxite vengono talvolta utilizzati carburo di silicio e corindone sintetico. La mullite sintetica e l’ossido di magnesio a base di magnesite vengono talvolta utilizzati al posto dei refrattari a base di bauxite.
Giacimenti minerari
La bauxite si trova in abbondanza in molte località del mondo. Nel 2017 i dieci principali paesi produttori di bauxite sono stati: Australia , Cina , Brasile , India , Guinea , Giamaica , Russia e Kazakistan . Ciascuno di questi paesi ha riserve sufficienti per molti anni di produzione continua. Alcuni hanno riserve per oltre 100 anni di produzione.
Gli Stati Uniti hanno piccole quantità di bauxite in Arkansas , Alabama e Georgia ; tuttavia, c’è pochissima estrazione del minerale negli Stati Uniti e almeno il 99% del consumo viene importato.