Contenido
- ¿Qué es la bauxita?
- ¿Qué es la composición de bauxitas?
- Propiedades físicas de la bauxita
- Bauxita utilizada para la producción de aluminio
- Uso de la bauxita como abrasivo
- Uso de bauxita como apuntalante
- Sustitutos de la bauxita
- Localidades de bauxita
Bauxita de Little Rock, Arkansas, exhibiendo un hábito pisolítico y una característica tinción de hierro rojo. La muestra mide aproximadamente 4 pulgadas (10 centímetros) de ancho.
¿Qué es la bauxita?
Muchas personas se sorprenden al saber que la bauxita no es un mineral. Es una roca compuesta principalmente de minerales que contienen aluminio. Se forma cuando los suelos de laterita se lixivian severamente de sílice y otros materiales solubles en un clima húmedo tropical o subtropical.
La bauxita es el mineral principal del aluminio. Casi todo el aluminio que se ha producido se ha extraído de la bauxita. Estados Unidos tiene algunos depósitos pequeños de bauxita, pero al menos el 99% de la bauxita utilizada en los Estados Unidos es importada. Estados Unidos también es un importante importador de aluminio metálico.
¿Qué es la composición de bauxitas?
La bauxita no tiene una composición específica. Es una mezcla de óxidos de aluminio hidratados, hidróxidos de aluminio, minerales arcillosos y materiales insolubles como cuarzo, hematita, magnetita, siderita y goetita. Los minerales de aluminio en la bauxita pueden incluir: gibbsita Al (OH)3, boehmita AlO (OH) y diáspora, AlO (OH).
Propiedades físicas de la bauxita
La bauxita es típicamente un material blando con una dureza de solo 1 a 3 en la escala de Mohs. Es de color blanco a gris a marrón rojizo con una estructura pisolítica, brillo terroso y una baja gravedad específica de entre 2.0 y 2.5. Estas propiedades son útiles para identificar la bauxita; sin embargo, no tienen nada que ver con el valor o la utilidad de las bauxitas. Esto se debe a que la bauxita casi siempre se procesa en otro material con propiedades físicas que son claramente diferentes de la bauxita.
Pisolitas en bauxita: Vista de primer plano del espécimen de bauxita en la foto en la parte superior de la página. Esta foto muestra detalles de las pisolitas.
Bauxita utilizada para la producción de aluminio
La bauxita es el principal mineral de aluminio. El primer paso para producir aluminio es triturar la bauxita y purificarla utilizando el Proceso Bayer. En el proceso Bayer, la bauxita se lava en una solución caliente de hidróxido de sodio, que lixivia el aluminio de la bauxita. El aluminio se precipita de la solución en forma de hidróxido de aluminio, Al (OH)3. El hidróxido de aluminio se calcina para formar alúmina, Al2O3.
El aluminio se funde a partir de la alúmina utilizando el proceso Hall-Heroult. En el proceso Hall-Heroult, la alúmina se disuelve en un baño fundido de criolita (Na3AlF6) El aluminio fundido se elimina de la solución por electrólisis. Este proceso utiliza una enorme cantidad de electricidad. El aluminio generalmente se produce donde los costos de electricidad son muy bajos. Gran parte del aluminio utilizado en los Estados Unidos se produce en Canadá utilizando energía hidroeléctrica.
Bauxita sin pisolitas: Bauxita de Demerara, Guyana. Algunos especímenes de bauxita no tienen las estructuras pisolíticas. La muestra mide aproximadamente 4 pulgadas (10 centímetros) de ancho.
Uso de la bauxita como abrasivo
La alúmina calcinada es un corindón sintético, que es un material muy duro (9 en la escala de dureza de Mohs). La alúmina calcinada se tritura, se separa por tamaño y se usa como abrasivo. El papel de lija de óxido de aluminio, los polvos de pulido y las suspensiones de pulido están hechos de alúmina calcinada.
La bauxita sinterizada se usa a menudo como abrasivo de chorro de arena. Se produce al triturar la bauxita hasta obtener un polvo y luego fusionarla en cuentas esféricas a una temperatura muy alta. Estas cuentas son muy duras y muy duraderas. Las cuentas se clasifican por tamaño para su uso en diferentes tipos de equipos de chorro de arena y para diferentes aplicaciones de chorro de arena. Su forma redonda reduce el desgaste del equipo de entrega.
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Uso de bauxita como apuntalante
La bauxita sinterizada también se usa como apuntalante para campos petroleros. Al perforar petróleo y gas natural, la roca del yacimiento a menudo se fractura al bombear fluidos al pozo bajo presiones muy altas. La presión se acumula a niveles muy altos que provocan la fractura de la roca del yacimiento de esquisto. Cuando se produce la fractura, el agua y las partículas en suspensión conocidas como "apuntalantes" corren hacia las fracturas y las abren. Cuando las bombas se apagan, las fracturas se cierran, atrapando las partículas de apuntalante en el depósito. Si queda una cantidad adecuada de partículas resistentes al aplastamiento en el depósito, las fracturas se abrirán, permitiendo un flujo de petróleo o gas natural fuera de las rocas y dentro del pozo. Este proceso se conoce como fracturación hidráulica.
La bauxita en polvo se puede fusionar en pequeñas cuentas a temperaturas muy altas. Estas cuentas tienen una resistencia al aplastamiento muy alta, y eso las hace adecuadas como apuntalante. Se pueden producir en casi cualquier tamaño y en un rango de gravedad específica. La gravedad específica de las cuentas y su tamaño pueden coincidir con la viscosidad del fluido de fracturación hidráulica y con el tamaño de las fracturas que se espera que se desarrollen en la roca. Los apuntaladores fabricados proporcionan una amplia selección de tamaño de grano y gravedad específica en comparación con un apuntalante natural conocido como arena frac.
Sustitutos de la bauxita
Los recursos mundiales de bauxita son adecuados para décadas de producción al ritmo actual. Se podrían usar otros materiales en lugar de bauxita para la producción de alúmina. Los minerales de arcilla, la alunita, la anortosita, la ceniza de la central eléctrica y el esquisto bituminoso podrían usarse para producir alúmina pero a costos más altos, utilizando diferentes procesos. El carburo de silicio y el corindón sintético a veces se usan en lugar de abrasivos a base de bauxita. La mullita sintética y el óxido de magnesio hechos de magnesita a veces se usan en lugar de los refractarios a base de bauxita.
Localidades de bauxita
La bauxita se encuentra en abundancia en muchos lugares del mundo. En 2017, los diez principales países productores de bauxita fueron: Australia, China, Brasil, India, Guinea, Jamaica, Rusia y Kazajstán. Cada uno de estos países tiene suficientes reservas para muchos años de producción continua. Algunos tienen reservas para más de 100 años de producción.
Estados Unidos tiene pequeñas cantidades de bauxita en Arkansas, Alabama y Georgia; sin embargo, hay muy poca extracción de bauxita en los Estados Unidos, y al menos el 99% del consumo se importa.