Contenu
- Qu'est-ce que la bauxite?
- Quelle est la composition de bauxites?
- Propriétés physiques de la bauxite
- Bauxite utilisée pour la production d'aluminium
- Utilisation de la bauxite comme abrasif
- Utilisation de la bauxite comme prédateur
- Substituts à la bauxite
- Bauxite Localités
Bauxite de Little Rock, Arkansas, présentant un port pisolitique et une coloration de fer rouge caractéristique. Le spécimen mesure environ 4 pouces (10 centimètres) de diamètre.
Qu'est-ce que la bauxite?
Beaucoup de gens sont surpris d'apprendre que la bauxite n'est pas un minéral. C'est une roche composée principalement de minéraux contenant de l'aluminium. Il se forme lorsque les sols de latérite sont fortement lessivés de silice et d’autres matières solubles dans un climat tropical ou subtropical humide.
La bauxite est le principal minerai d'aluminium. La quasi-totalité de l'aluminium produit a été extraite de la bauxite. Les États-Unis possèdent quelques petits gisements de bauxite, mais au moins 99% de la bauxite utilisée aux États-Unis est importée. Les États-Unis sont également un important importateur d’aluminium.
Quelle est la composition de bauxites?
La bauxite n'a pas de composition spécifique. Il s'agit d'un mélange d'oxydes d'aluminium hydratés, d'hydroxydes d'aluminium, de minéraux argileux et de matériaux insolubles tels que le quartz, l'hématite, la magnétite, la sidérite et la goéthite. Les minéraux d'aluminium dans la bauxite peuvent inclure: gibbsite Al (OH)3, boehmite AlO (OH) et, diaspore, AlO (OH).
Propriétés physiques de la bauxite
La bauxite est généralement un matériau mou dont la dureté n’est que de 1 à 3 sur l’échelle de Mohs. De blanc à gris à brun rougeâtre, il présente une structure pisolitique, un lustre terreux et une faible densité comprise entre 2,0 et 2,5. Ces propriétés sont utiles pour identifier la bauxite; Cependant, ils n'ont rien à voir avec la valeur ou l'utilité des bauxites. En effet, la bauxite est presque toujours transformée en un autre matériau aux propriétés physiques bien différentes de la bauxite.
Pisolites dans la bauxite: Vue rapprochée du spécimen de bauxite sur la photo en haut de page. Cette photo montre le détail des pisolites.
Bauxite utilisée pour la production d'aluminium
La bauxite est le principal minerai d'aluminium. La première étape dans la production d'aluminium consiste à écraser la bauxite et à la purifier à l'aide du procédé Bayer. Dans le procédé Bayer, la bauxite est lavée dans une solution chaude d'hydroxyde de sodium, qui lessive l'aluminium de la bauxite. L’aluminium est précipité dans la solution sous forme d’hydroxyde d’aluminium, Al (OH)3. L’hydroxyde d’aluminium est ensuite calciné pour former de l’alumine, de l’Al2O3.
L'aluminium est fondu à partir de l'alumine selon le procédé de Hall-Heroult. Dans le procédé Hall-Heroult, l’alumine est dissoute dans un bain de cryolite (Na) fondu3AlF6). L'aluminium en fusion est éliminé de la solution par électrolyse. Ce processus consomme énormément d’électricité. L'aluminium est généralement produit là où les coûts d'électricité sont très bas. Une grande partie de l'aluminium utilisé aux États-Unis est produite au Canada à partir d'énergie hydroélectrique.
Bauxite sans pisolites: Bauxite de Demerara, Guyana. Certains spécimens de bauxite n'ont pas les structures pisolitiques. Le spécimen mesure environ 4 pouces (10 centimètres) de diamètre.
Utilisation de la bauxite comme abrasif
L'alumine calcinée est un corindon synthétique, un matériau très dur (9 sur l'échelle de dureté de Mohs). L'alumine calcinée est broyée, séparée par taille et utilisée comme abrasif. Le papier de verre à l'oxyde d'aluminium, les poudres à polir et les suspensions à polir sont fabriqués à partir d'alumine calcinée.
La bauxite frittée est souvent utilisée comme abrasif de sablage. Il est produit en broyant la bauxite en une poudre, puis en la fusionnant à très haute température en perles sphériques. Ces perles sont très dures et très durables. Les perles sont ensuite triées par taille pour être utilisées dans différents types d’équipement de sablage et pour différentes applications de sablage. Leur forme arrondie réduit l'usure du matériel de livraison.
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Utilisation de la bauxite comme prédateur
La bauxite frittée est également utilisée comme agent de soutènement pour champ pétrolifère. Lors du forage de pétrole et de gaz naturel, la roche réservoir est souvent fracturée en pompant des fluides dans le puits sous des pressions très élevées. La pression monte à des niveaux très élevés provoquant la fracture de la roche réservoir de schiste. Lors de la fracturation, de l'eau et des particules en suspension, appelées "agents de soutènement", se précipitent dans les fractures et les poussent pour les ouvrir. Lorsque les pompes sont éteintes, les fractures se ferment, piégeant les particules de l'agent de soutènement dans le réservoir. Si un nombre suffisant de particules résistantes à l'écrasement subsistent dans le réservoir, les fractures seront "maintenues ouvertes", permettant ainsi à un écoulement de pétrole ou de gaz naturel de sortir des roches et de pénétrer dans le puits. Ce processus s'appelle la fracturation hydraulique.
La bauxite en poudre peut être fondue en petites perles à des températures très élevées. Ces perles ont une très grande résistance à la compression, ce qui les rend idéales comme agent de soutènement. Ils peuvent être produits dans presque toutes les tailles et dans toutes les densités. La densité et la taille des billes peuvent être adaptées à la viscosité du fluide de fracturation hydraulique et à la taille des fractures susceptibles de se développer dans la roche. Les agents de soutènement fabriqués offrent un large choix de granulométrie et de densité relative par rapport à un agent de soutènement naturel appelé sable de fracturation.
Substituts à la bauxite
Les ressources mondiales en bauxite sont suffisantes pour des décennies de production aux taux actuels. D'autres matériaux pourraient être utilisés à la place de la bauxite pour la production d'alumine. Les minéraux argileux, l'alunite, l'anorthosite, les cendres de centrales électriques et les schistes bitumineux pourraient être utilisés pour produire de l'alumine, mais à des coûts plus élevés, en utilisant des procédés différents. Le carbure de silicium et le corindon synthétique sont parfois utilisés à la place des abrasifs à base de bauxite. La mullite synthétique et l'oxyde de magnésium à base de magnésite sont parfois utilisés à la place des réfractaires à base de bauxite.
Bauxite Localités
La bauxite est présente en abondance à de nombreux endroits dans le monde. En 2017, les dix principaux pays producteurs de bauxite étaient: l'Australie, la Chine, le Brésil, l'Inde, la Guinée, la Jamaïque, la Russie et le Kazakhstan. Chacun de ces pays dispose de réserves suffisantes pour de nombreuses années de production continue. Certains ont des réserves pour plus de 100 ans de production.
Les États-Unis ont de petites quantités de bauxite dans l'Arkansas, l'Alabama et la Géorgie; Cependant, l'extraction de bauxite est très faible aux États-Unis et au moins 99% de la consommation est importée.