Alumiiniumaak: maardlad, kaevandamine

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Kaasaegses tööstuses on alumiiniumimaak kõige nõutum tooraine. Teaduse ja tehnoloogia kiire areng on laiendanud selle rakendusala. Mis on alumiiniumimaak ja kus seda kaevandatakse, kirjeldatakse selles artiklis.

Alumiiniumi tööstuslik väärtus

Alumiiniumi peetakse kõige tavalisemaks metalliks. Maardlate arvu järgi maakoores on see kolmas koht. Alumiinium on kõigile teada ka perioodilisuse tabeli elemendina, mis kuulub kergmetallide hulka.

Alumiiniumaak on looduslik tooraine, millest seda metalli saadakse. Seda kaevandatakse peamiselt boksiididest, mis sisaldavad suurimas koguses alumiiniumoksiide (alumiiniumoksiidi) - 28–80%. Alumiiniumi tootmisel kasutatakse toorainena ka teisi kivimeid - aluniiti, nefeliini ja nefeliin-apatiiti, kuid need on kehvema kvaliteediga ja sisaldavad oluliselt vähem alumiiniumoksiidi.

Värvilises metallurgias on alumiinium esikohal. Fakt on see, et selle omaduste tõttu kasutatakse seda paljudes tööstusharudes. Niisiis, seda metalli kasutataksetransporditehnika, pakenditootmine, ehitus, erinevate tarbekaupade valmistamiseks. Alumiiniumi kasutatakse laialdaselt ka elektrotehnikas.

Alumiiniumi tähtsuse mõistmiseks inimkonna jaoks vaadake lihts alt kodutarbeid, mida me igapäevaselt kasutame. Paljud majapidamistarbed on valmistatud alumiiniumist: need on elektriseadmete osad (külmkapp, pesumasin jne), nõud, spordivarustus, suveniirid, sisustuselemendid. Alumiiniumi kasutatakse sageli erinevat tüüpi mahutite ja pakendite tootmiseks. Näiteks konservid või ühekordselt kasutatavad fooliumkonteinerid.

Alumiiniumimaakide tüübid

Alumiiniumi leidub enam kui 250 mineraalis. Nendest on tööstuse jaoks väärtuslikumad boksiit, nefeliin ja aluniit. Peatume neil üksikasjalikum alt.

Boksiidi maak

Looduses puhast alumiiniumi ei leidu. Seda saadakse peamiselt alumiiniumimaagist - boksiidist. See on mineraal, mis koosneb peamiselt alumiiniumhüdroksiididest, aga ka raua- ja ränioksiididest. Tänu suurele alumiiniumoksiidi sisaldusele (40–60%) kasutatakse alumiiniumi tootmise toorainena boksiidi.

Alumiiniumimaagi füüsikalised omadused:

• erinevates toonides punase ja halli läbipaistmatu mineraal;
• kõvemad proovid on mineraloogilisel skaalal 6;
• Boksiidide tihedus, olenev alt keemilisest koostisest, jääb vahemikku 2900–3500 kg/m³.

Boksiidimaagi maardlad on koondunud Maa ekvatoriaal- ja troopilistesse vöönditesse. Rohkem iidseid maardlaid asub Venemaa territooriumil.

Kuidas tekib boksiidi alumiiniumimaak

Boksiidid moodustuvad monohüdraadist alumiiniumoksiidhüdraadist, böömiidist ja diaspoorist, trihüdraathüdraadist - hüdrargilliidist ning kaasnevatest mineraalidest hüdroksiidist ja raudoksiidist.

Sõltuv alt loodust moodustavate elementide koostisest eristatakse boksiidimaake kolme rühma:

1. Monohüdraatboksiidid – sisaldavad alumiiniumoksiidi monohüdraadi kujul.
2. Trihüdraat – need mineraalid koosnevad trihüdraadi kujul olevast alumiiniumoksiidist.
3. Sega – sellesse rühma kuuluvad eelmised alumiiniummaagid kombineeritult.

Tooraine ladestused tekivad happeliste, aluseliste ja mõnikord aluseliste kivimite ilmastiku mõjul või suurtes kogustes alumiiniumoksiidi järkjärgulise ladestumise tagajärjel mere- ja järvepõhja.

Aluniidimaak

Seda tüüpi hoiused sisaldavad kuni 40% alumiiniumoksiidi. Aluniidi maak tekib vesikonnas ja rannikuvööndites intensiivse hüdrotermilise ja vulkaanilise tegevuse tingimustes. Selliste maardlate näide on Zaglinskoje järv Väike-Kaukaasias.

Kivim on poorne. See koosneb peamiselt kaoliniitidest ja hüdromikaast. Tööstuse huvides on maagid, mille aluniidisisaldus on üle 50%.

Nefeliin

See on tardmaterjali päritolu alumiiniumimaak. See on täiskristalliline leelistõug. Sõltuv alt töötlemise koostisest ja tehnoloogilistest omadustest eristatakse mitut sorti nefeliinimaagi:

• esimene klass – 60–90% nefeliin; see sisaldab üle 25% alumiiniumoksiidi; töötlemine toimub paagutamise teel;
• teine klass - 40-60% nefeliin, alumiiniumoksiidi kogus on veidi väiksem - 22-25%; töötlemise ajal vajalik rikastamine;
• kolmas klass – nefeliinmineraalid, mis ei esinda mingit tööstuslikku väärtust.

Ülemaailmne alumiiniumikaevandamine

Esimest korda kaevandati alumiiniumimaak 19. sajandi esimesel poolel Kagu-Prantsusmaal Boxi linna lähedal. Siit pärineb nimi boksiidi. Alguses arenes see tööstusharu aeglases tempos. Kuid kui inimkond hindas, millist alumiiniumimaak on tootmiseks kasulik, on alumiiniumi ulatus märkimisväärselt laienenud. Paljud riigid on alustanud oma territooriumil hoiuste otsimist. Seega hakkas alumiiniummaakide tootmine maailmas järk-järgult suurenema. Arvud kinnitavad seda fakti. Seega, kui 1913. aastal oli ülemaailmne kaevandatud maagi maht 540 tuhat tonni, siis 2014. aastal oli see üle 180 miljoni tonni.

Samuti suurendas järk-järgult alumiiniumimaaki tootvate riikide arvu. Tänapäeval on neid umbes 30. Kuid viimase 100 aasta jooksul on juhtivad riigid ja piirkonnad pidev alt muutunud. Nii olid 20. sajandi alguses Põhja-Ameerika ja Lääne-Euroopa alumiiniumimaagi kaevandamisel ja selle tootmisel maailmas liidrid. Need kaks piirkonda moodustasid umbes 98%.ülemaailmne tootmine. Paar aastakümmet hiljem tõusid alumiiniumitööstuse kvantitatiivsete näitajate osas liidriks Ida-Euroopa, Ladina-Ameerika ja Nõukogude Liidu riigid. Ja juba 1950. ja 1960. aastatel tõusis Ladina-Ameerika toodangu osas liidriks. Ja 1980.–1990. Austraalia ja Aafrika alumiiniumitööstuses toimus kiire läbimurre. Praeguses maailmatrendis on peamised alumiiniumi kaevandamise riigid Austraalia, Brasiilia, Hiina, Guinea, Jamaica, India, Venemaa, Suriname, Venezuela ja Kreeka.

Maagimaardlad Venemaal

Alumiiniumimaakide tootmise poolest on Venemaa maailma edetabelis seitsmendal kohal. Kuigi Venemaal asuvad alumiiniumimaakide maardlad varustavad riiki suures koguses metalliga, ei piisa sellest tööstuse täielikuks varustamiseks. Seetõttu on riik sunnitud ostma boksiidi teistest riikidest.

Kokku on Venemaal 50 maagimaardlat. See arv hõlmab nii kohti, kus maavara kaevandatakse, kui ka maardlaid, mida pole veel välja arendatud.

Suurem osa maagivarudest asub riigi Euroopa osas. Siin asuvad nad Sverdlovski, Arhangelski, Belgorodi oblastis, Komi Vabariigis. Kõik need piirkonnad sisaldavad 70% riigi tõestatud maagivarudest.

Venemaal kaevandatakse alumiiniumimaake endiselt vanades boksiidimaardlates. Nende piirkondade hulka kuulub Radynskoje väli Leningradi oblastis. Samuti kasutab Venemaa toorainenappuse tõttu muid alumiiniumimaake,mille maardlad eristuvad maavaramaardlate halvima kvaliteediga. Kuid need sobivad endiselt tööstuslikuks otstarbeks. Niisiis kaevandatakse Venemaal suures koguses nefeliinimaake, mis võimaldavad saada ka alumiiniumi.