خام البوكسيت bauxite ore

يعتبر خام البوكسيت من الخامات الهامة التي يستخلص منها الالومنيوم (All) و الذي يدخل في العديد من الصناعات لانه مقاوم للصدا و خفيف الوزن و غير سام و موصل للحرارة ...
.
و لكن كيف يتم تكوين البوكسيت في الطبيعة ؟
ما هي المناطق التي يمكن ان يتواجد فيها الخام ؟
و كيف يمكن استخلاصه من الخام بالطرق الصناعية المختلفة ؟
علاقة استخلاص الالومنيوم من الخام بمشكلة الطاقة ...
.
اولا دعونا نبدأ من مستوى ذرات الالومنيوم من حيث اصل وجودها و منشئها ..
يتوافر عنصر (Al) تحديدا في معادن الفلسبارات كلها تقريبا سواء من سلسلة ال k-feldsparr او plagioclase (Ca - Na) feldspar و تلك المعادن تتواجد بوفرة في صخور Granite النارية الجوفية و لكن كيف تستخلص تلك العناصر من هذا الصخر ؟
.
 يبدأ الامر عندما تتعرض تلك الصخور الحاوية للفلسبارات للتجوية الكميائية تحديدا و قد تكون مرت مسبقا بعوامل اخرى ميكانيكية و لكن العوامل الكيميائية تسهم بنصيب كبير في تحليل معادن الفتات الصخري الى عناصره الاولية التي استمدها من الاصل او في غرف الصهير الاولية ...
.
تتكون الفلسبارات في الاصل من تلك العناصر ال (K or Na or Ca) مع (Al و Si و O22) و من العوامل الكميائية الاساسية التي تؤثر على الفلسبارات هي الاماهه ال Hydrolysis حيث يتحلل المعدن تدريجيا في الماء المحمض الى معدن ال Kaolinite الطيني و تركيبه (Al و Si و H2O) ...
.
حيث تتأين تلك العناصر ال (K or Na or Caa) بسهولة و تترك المعدن حاويا السيليكا و الالومينا فقط و التي تعيد تبلورها مره اخرى في الوسط المائي لتعطي المعادن الطينية المكونه من aluminium silicate hydrated او سيليكات الألومنيوم المائية ...
.
و عند تعرض معادن ال Kaolinitee للتحلل المائي يتفكك مرة اخرى ليتحرر المحتوى المعدني من السيليكا تماما في صورة حمض سليكوني ضعيف silicic acid تاركا الالومنيوم فقط و معه الماء ...
.
و من هنا يعاد التبلور مرة اخرى ليتكون معدن ال Gibbsitee و تركيبه هيدروكسيد الالومنيوم او اكسيد الالومنيوم المماه Al2O3 . 3H2O و هذا المعدن يعتبر احد اهم تلات معادن ينشأ عنها البوكسيت خام الالومنيوم و كذلك معادن ال boehmite و ال diaspore ...
.
 و من ما سبق نستنتج ان عناصر البوتاسيوم او الصوديوم او الكالسيوم لا تستطيع مقاومة عمليات التجوية و لذلك تترك معدنها الاصلي بسهوله اما السيليكون فيقاومها الى حد ما و لكن ليس لفترة طويلة اما الالومنيوم هو الاشد مقاومة لعوامل التجوية الكميائية بينهم مما عزز قدرته على تكوين معادن مع الماء و الوصول لمرحلة الخام ...
.
 الى جانب ان بسبب مقاومة الالومنيوم و الحديد لعوامل التجوية فيعتبروا من اهم العناصر الكونة للتربة و تسمى التربة التي يستخرج منها خام البوكسيت بال laterite soil ...
.
 بالتالي فأنه لاستخلاص معادن البوكسيت الناتجة عن تغير معادن الفلسبارات الاولية لابد من توافر تلك العوامل الهامة ...
.
1. النشئة في مناطق رطبة تكثر فيها الامطار و المياة متاحة دائما للقيام بعمليات تجوية و تحلل مستمرة ..
2. حرارة عالية نسبيا لانها تسرع من معدل التفاعلات الكميائية و تجعل الخام يتكون اسرع ..
3. بيئة نباتية و غنية بالغابات و ذلك لانها تطلق غازات ال CO22 و التي تذوب في الماء فترفع درجة حامضية الماء ال pH مما تجعل المعادن تتحلل اسرع ..
.
من ذلك نلاحظ ان الشروط السابقة تتوافر فقط في البيئات ذات 
المناخ الاستوائي tropical climatee الرطب و الذي يسرع من عمليات التحلل بينما يندر وجود البوكسيت في مناطق المناخ الحار الجاف و لذلك تعتبر افريقيا الاستوائية و امريكا و البرازيل و الصين و استراليا من ابرز الدول التي تملك اعلى احتطياتي من خام البوكسيت ...
.
 بعد العثور على الخام ينقل ليستخلص صناعيا و الحصول على الالومنيوم الخالص و ذلك بواسطة عمليتان رئيسيتان ...
.
1. عملية Bayer ...
.
و فيها يتم وضع الخام في محلول به هيدروكسيد الصوديوم NaOH و حمض الهيدروفلوريك HFF للتخلص من شوائب السيليكا ان وجدت و ينتج عن تلك العملية معدن ال Cryolite في صورة صلبة و تركيبة Na3AlF6 ...
.
2. عملية Hall ...
.
و فيها يتم صهر ال cryolitee الصلب مع فلوريد الكالسيوم و الصوديوم معا بواسطة التحليل الكهربي electrolyzed عند درجة حرارة عالية من 800 ل 1000 درجة سليزية و ينتج عن ذلك الالومنيوم الخالص في حالة منفرده فلزية ...
.
 يتم بعد ذلك اخذ الالومنيوم الحر ليستخدم في صناعات مثل اواني الطهي و عبوات المشروبات الغازية و اوراق التغليف و في الكتير من الصناعات العملاقة مثل صناعة الطائرات و صواريخ الفضاء و السيارات و البترول و غيرها العديد ...
.
 و لكن وجد ان الطاقة الازمة لاستخلاص الالومنيوم من خاماته كبيرة جدا مقارنة بالطاقة المستخدمة لاعادة تدوير الالومنيوم سابق الاستعمال حيث وجد انه يمكن توفير 91% من الطاقة المستهلكة في استخلاص الالومنيوم من الخام و ذلك بأعادة تدوير الالومنيوم المستعمل ليدخل مباشرة في صناعات اخرى ...
حيث يتم صهر ال cyrolite عند حرارة تصل ل 10000 درجة في حين يمكن صهر الالومنيوم سابق الاستعمال عند حرارة 660 درجة فقط مما يجعل من اعاده تدويره الاختيار الامثل و الاوفر في الطاقة ..