کاني هاي بوکسيت

کاني هاي حاوي آلومينيوم در طبيعت زياد بوده و عبارتند از:
•بوهميت BOEHMITE
بوهميت با فرمول ALOOH و با وزن مخصوص 06/3 – 01/3 داراي 7/84 درصد اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن سفيد متمايل به زرد و سختي آن 5/3 است. بوهميت هم در متن متبلور سنگ بوکسيت و هم در پيزوليت ها و ائوليت ها وجود دارد.

•دياسپور DIASPORE :
دياسپور با فرمول H2O و Al2O3 و با وزن مخصوص 4/3، داراي 85% اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن خاکستري متمايل به زرد، آبي، سفيد و يا کمي بنفش و سختي آن 7-5/6 است. دياسپور از سنگهاي آذرين و رسوبات رسي در اثر هوازدگي سيليکات هاي آلومينيوم دار به وجود آمده و گاهي همراه با کرندوم در سنگهاي آهکي متامورفيکي ديده مي شود.

(3)
اين دو از نظر فرمول و سيستم تبلور (هر دو ارتورومبيک) تشابه دارند وليكن از نظر پايداري حرارتي با هم متفاوتند و دياسپور پايداري حرارتي بالايي دارد.

---

کاني هاي حاوي آلومينيوم در طبيعت زياد بوده و عبارتند از:
•بوهميت BOEHMITE
بوهميت با فرمول ALOOH و با وزن مخصوص 06/3 – 01/3 داراي 7/84 درصد اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن سفيد متمايل به زرد و سختي آن 5/3 است. بوهميت هم در متن متبلور سنگ بوکسيت و هم در پيزوليت ها و ائوليت ها وجود دارد.

•دياسپور DIASPORE :
دياسپور با فرمول H2O و Al2O3 و با وزن مخصوص 4/3، داراي 85% اکسيد آلومينيوم مي باشد. رنگ آن خاکستري متمايل به زرد، آبي، سفيد و يا کمي بنفش و سختي آن 7-5/6 است. دياسپور از سنگهاي آذرين و رسوبات رسي در اثر هوازدگي سيليکات هاي آلومينيوم دار به وجود آمده و گاهي همراه با کرندوم در سنگهاي آهکي متامورفيکي ديده مي شود.


اين دو از نظر فرمول و سيستم تبلور (هر دو ارتورومبيک) تشابه دارند وليكن از نظر پايداري حرارتي با هم متفاوتند و دياسپور پايداري حرارتي بالايي دارد.

•گيسبيت Gibbsite :
گيبسيت با فرمول 3H2O. AP2O3 و با وزن مخصوص 43/2 داراي 4/65% اکسيد آلومينيوم مي باشد. سختي آن 5/3 – 5/2 با رنگ سفيد تا خاکستري روشن و در بعضي موارد کمي مايل به قرمز و با جلاي شيشه اي است. از مشخصات ويژه گيبسيت کليواژ خوب، جلاي شيشه اي و وزن مخصوص کم آن است و از نظر درجه سختي از دياسپور و از نظر وزن مخصوص از ميکا قابل تشخيص است.
گيبسيت با از دست دادن آب در درجه حرارت 220 – 196 درجه سانتي گراد به بوهميت تبديل مي گردد. گيسبيت بيشتر از تجزيه و هيدروليز سيليکاتهاي آلومينيوم دار، در اثر تجزيه سطحي و تحت شرايط آب و هواي حاره اي به وجود مي آيد.

•کائولينيت Kaolinit :
کائولن با فرمول(OH)8 (Si4O10) Al4 در سيستم منوکلينيک متبلور شده و با سختي حدود 1، وزن مخصوص در 1/2، داراي 5/39 درصد Al2O3 مي باشد. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز يا آبي رنگ است. اغلب داراي پلاستيسيته بوده و در اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ حل مي شود.
اغلب ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات آلومينيوم بوجود مي آيند. سنگهاي گرانيتي، گنايس ها، کوارتزپورفيري ها و همچنين رسوبات حاوي فلدسپاتها، ميکا و زئوليت جهت ايجاد کائولينيت مناسب مي باشند که در اثر هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از SO2 خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه بصورت ترکيب باقي مي مانند. کائولن ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد. در اين صورت، محلول هيدروترمال سردتر از 300 درجه سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب شستن يونهاي Ca++,K+, Na+ و ساير کاتيون ها و رسوب آنها با H+ بيشتر مي شود.
اغلب اين گونه ذخاير در ارتباط با سيستم متائوريکي هيدروترمالي که حرارت آن ها از سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجي ترين قسمتهاي سيستم هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود دارند که به عمق چندين کيلومتري تشکيل شده اند.

•کرندوم CORUNDUM :
کرندوم با فرمول Al2O3 در سيستم رمبوئدريک متبلور شده و وزن مخصوص آن 95/3 تا 1/4، داراي سختي 9 و جلاي شيشه اي مي باشد.اين کاني در فارسي به ياکند و در عربي به ياقوت معروف است.
در ترکيب شيميايي اين کاني آلومينيوم 2/53 % به همراه ناخالصي هايي مانندTi , Cr ,… ديده مي شود. کرندوم بي رنگ و کاملاً شفاف بوده که غالباً به رنگهاي مختلف قرمز – خاکستري – بنفش – سبز – آبي – قهوه اي و زرد ديده مي شود. انواع رنگي و شفاف آن جزء جواهرات قيمتي محسوب مي شوند. مطابق رنگشان به نامهاي مختلف ناميده مي شوند:
مانند Ruby (ياقوت) به رنگ قرمز، SAPPHIRE به رنگ آبي، توپاز شرقي به رنگ زرد، ياقوت کبود، ياقوت سفيدوش، آميتيست شرقي به رنگ بنفش،زمرد شرقي به رنگ سبز، کروندوم ستاره اي شکل که شفاف است،امري(EMERIE) يک نوع کرندوم از مخلوطي با دانه هاي ريز مگنتيت( MAGNETITE) Fe3O4، هماتيت (Oligiste) Fe2O3وکوارتز مي باشد.اين کاني غالباً به حالت خودشکل بوده و بيشتر اوقات دانه اي شکل و يا کاملاً کمپاکت است و براي سائيدن مورد استفاده قرار مي گيرد وليکن گاهي صفحه اي و يا منشوري با مقاطع شش ضلعي مي باشد.
اغلب اوقات کرندوم به ويژه سافير داراي ذرات خارجي است که با نظم معيني درداخل آن قرار مي گيرند به طوري که روي يک تيغه شش گوش آن،اين مواد به شکل ستاره هاي 6 گوش ديده مي شوند.
درجه ذوب کرندوم خالص حدود 2050 درجه است. اسيدها روي آن اثري ندارند ولي پس از ذوب قليائي بوسيله بي سولفات پتاس در اسيدها حل مي شود. در پرل بوراکس به سختي ولي کاملا ًحل خواهد شد.
کرندوم درحضورSiO2 در پوسته زمين پايدارنيست، زيرا تبديل به مينرالهاي کيانيت،سيليمانيت واندالوزيت که همگي داراي يک فرمول Al2SiO5 هستند، مي گردد.
کرندوم و کوارتز در حضور آب، واکنش شيميايي داده و توليد کائولينيت خواهند نمود. از آنجائي که کوارتز در اغلب سنگهاي پوسته زمين وجود دارد، اين واکنش محيط هاي رسوبي زمين شناسي را بطوري محدود کرده که فقط کرندوم در سنگهاي ويژه اي که عاري از سيليس و به وفور داراي آلومينيوم هستند، ظاهر مي شود. معمولي ترين اين سنگها بوکسيت است. تحت شرايط درجه حرارت زمين و فشاري که سنگ بوکسيت در آن تشکيل مي شود، کاني آلومينيوم تشکيل کرندوم نخواهد داد. کرندوم وقتي تشکيل مي شود که بوکسيت متامورف گردد و اين عمل به ندرت انجام مي شود.
معمولا ً کرندوم در سنگهاي مافيک با مقدار آلومين بالا و سيليس کم مانند پريدوتيت (Peridotite)همراه با کلريت، انستانيت(Enstatite)، اسپينل(Spinelle)، سينيت(Syenite)، آنورتوزيت، پگماتيتهاي سينيتي، نفلين(Nephelin) ومنيتيت (Magnetite) ديده مي شود.
در سنگهاي آهکي که در اثر محلول هيدروترمال در مجاورت توده هاي آذرين نفوذي با سيليس کم مانندسينيت تجزيه مي شوند کرندوم تشکيل مي شود.
کروندوم در شيست هاي کروندوم دار مناطق آرژيلي و به صورت فرعي در سنگ هاي آذرين غني از آهن و منيزيم يافت مي شود. انواع سنگ هاي قيمتي کروندوم مانند ياقوت و سافير در سنگ هاي مذاب اسيدي مانند گرانيت يا گرانوليت وجود دارند و بيشتر اوقات سنگ هاي قيمتي کروندوم دررسوبات رودخانه اي همراه با طلا و زيرکن استخراج مي شوند.کروندوم به علت سختي بالا در ساينده ها و انواع سنگ سمباده استفاده مي شود.

•کريوليت CRYOLITE :
کريوليت يکي از مواد مهم درارتباط با متالورژي آلومينيوم بوده که معادن آن بسيار کم مي باشد و اغلب بطور مصنوعي تهيه مي شود. کريوليت با فرمول Na3AlF6 داراي سيستم مونوکلينيک و سختي حدود 5/2 و وزن مخصوص 3، داراي 8/12 درصد Al2O3 مي باشد. رنگ آن غالباً سفيد، گاهي به رنگ هاي قرمز، قهوه اي و حتي سياه مي باشد. جلاي آن شيشه اي کمي چرب و داراي قابليت ذوب خيلي زياد است. ذخاير کريوليت مربوط به سنگهاي خيلي اسيد و عميق است و اغلب رگه هاي آن در نزديکي معادن قلع ديده مي شود.

•آلونيت Allunite :
آلونيت با فرمول شيميايي KAl3(SO4)2(OH)6 به عنوان سولفات پتاسيم و آلومينيوم آب دار است. آلونيت به صورت رگه اي و به حالت جانشيني در سنگهاي آذرين اسيدي به ويژه در توفهاي اسيدي يافت مي شود. هرگاه سنگهاي غني از آلومينيوم، تحت تأثير محلولهاي غني از سولفات آلتره شوند، آلونيت به وجود خواهد آمد.
در كانسارهاي گرمابي كه آلتراسيون آلونيت تشكيل گرديده، زون بندي منظمي مشاهده مي شود؛ به طوري كه زون سيليسي در بالاي زون آلونيت و در زير آن، زونهاي آرژيليك و سرسيتيك قرار مي گيرند. تركيب شيميايي آلونيت خالص و كانسنگ آلونيت در جدول 3 گزارش گرديده است.


•نفلين NaAlSiO4 كه در تهيه آلومينيوم بکار مي رود، در کشورهاي روسيه و آمريکا متداول مي باشد.
•ساير کانيهاي مهم آلومينيوم عبارتند از: آندالوزيت، سيليمانيت و کيانيت با فرمول Al2SiO5، لوسيت KAl Si2O6، مونت موريونيت Al2Si4O10 H2O (OH)2 و کرندوم مي باشند.
در ايران AL بيشتر به صورت آلونيت با عيار 20 تا 30% مي باشد.
آلونيت از آلتراسيون گرمايي سنگ هاي آتش فشاني اسيدي (توف، گدازه، سنگ آذر آواري اسيدي تا حدواسط) و در شرايط اکسيدان توسط محلولهاي گرمابي غني از سولفات SO42- و حامل کاتيون هاي Si , Mg , Na, Ca تشکيل مي شوند.
در گذشته آلونيت براي تهيه سولفات آلومين و سولفات پتاسيم استفاده مي شده است وليکن امروزه از آلونيت در تهيه آلومينيوم و نيز سولفات پتاسيم و اسيد سولفوريك استفاده مي شود.

• لاتريت هاي نيکل دار :
ميزان متوسط نيکل پوسته زمين، حدود 70 گرم در تن است. شعاع و بار يوني نيکل مشابه منيزيم است، بدين سبب، نيکل در سنگهاي اولترامافيکي مانند پريدوتيت ها و سرپانتيت ها متمرکز مي شود. سنگهاي اولترامافيکي در شرايط آب و هواي گرم و مرطوب هوازده شده، کاتيون هاي Si , Ca , Mg آنها شسته مي شود و Al , Fe Ni آنها برجاي مي ماند. اکسيدهاي SiO2 و MgO از سطح تا عمق 7 متري شسته مي شود در صورتي که اکسيد Fe2O3 در اَََين زون برجاي مي ماند.نيکل به مقدار جزئي از اين زون حمل و در عمق 7 تا 13 متري متمرکز مي گردد. بيشتر ميزان Ni در سنگ هاي رسوبي در شيل ها وجود دارد.
در شکل 1 نيمرخ عمودي از يک لاتريت نيکل دار ترسيم گرديده است. در اين جا به طور کلي سه بخش مهم يافت مي شود:
الف – زون لاتريت، ب- زون سپيوليت، ج- زون پريدوتيت تازه (اوليه).


الف- زون لاتريت خود به اجزايي چند تقسيم مي شود. اين زون به طور عمده از گوتيت، هماتيت و ماگهميت تشکيل گرديده است. نيکل در اين زون عمدتاً با گوتيت يافت مي شود. بخشي از نيکل در اين زون با کبالت و منگنز تشکيل کاني آسبوليت را داده است.
ب- زون سپيوليت حاوي تالک، کالسدوئن، اوپال، سرپانتين و اکسيد آهن است. عيار نيکل اين زون بيشتر از زون لاتريت فوقاني است. نيکل در اين زون همراه تالک، اکسيد آهن و به صورت کاني گارنيريت يافت مي شود.
اکسيدهاي SiO2، FeO، MgO، CaO در زون لاتريت و سپيوليت کاهش زيادي را نشان مي دهند. در صورتي که ميزان فراواني MnO, Cr2O3, Al2O3 , Fe2O3, NiO افزايش يافته است.
عيار نيکل در زون لاتريت 5/0 تا 2% و در زون سپيوليت 2 تا 4% است. عيار کانسارهاي لاتريت نيکل دار 1 تا 2% و ميزان ذخيره 7 تا 250 ميليون تن است.

•لاتريت آهني:
لاتريت هاي آهني عبارتند از لاتريت هايي که از سنگ هاي بازيک و اولترا بازيک حاصل شده و غني از آهن مي باشند. برخي از اين لاتريتها، از نيکل و کبالت غني شده اند و حاوي هماتيت – گوتيت و 12% آلومينا مي باشند. مانند کانسار کناکري گينه.

•بوکسيت Bauxite:
بوکسيت Bauxite سنگ معدني غني از آلومينيوم است که عمدتاً از اکسيدها يا هيدروکسيدهاي آلومينيوم به ويژه از 3 کاني بوهميت، دياسپور و گيبسيت مي باشد. غالباً با ناخالصي هايي نظير اکسيدهاي آهن، کاني هاي رسي ( کائولن، ايليت و کلريت )، اکسيد تيتان، کوارتز و آناتاز همراه است.
حالت ظاهري بوکسيت به شکل کمپاکت (متراکم) بوده و گاهي نيز به صورت دانه هاي گرد شبيه دانه هاي نخود ديده مي شود.
رنگ آن معمولا ًسفيد تا خاکستري زرد و گاهي هم کمي قهوه اي متمايل به قرمز است. سختي آن متغير بوده و بطور متوسط در حدود 2 مي باشد. وزن مخصوص کاني بوکسيت نيز در حدود 5/2 – 4/2 است.
کانسارهاي بوکسيتي داراي نهشته هاي بزرگي هستند که به صورت روباز استخراج مي شوند و ارزش اقتصادي زيادي دارند. ترکيب کاني شناسي بوکسيت تا حدودي متغير بوده و تابع سنگ مادر اوليه آن است. بافت ذخاير بوکسيتي از نوع پيزوليتي، نودولي و توده اي است.
کانيهاي مهم بوکسيت به ترکيب شيميايي و کاني شناسي سنگ اوليه بستگي دارد و در طول زمان دستخوش تغييراتي مي شود. بوکسيت هاي جوان غني از گيبسيت هستند، در صورتي فراواني کانيهاي بوکسيت از راست به چپ با گذشت زمان کاهش مي يابد.


عيار Al2O3 از 35 تا 55 درصد و ميزان ذخيره 1 تا 700 ميليون تن است. حدود 80 درصد گاليم دنيا از کانسارهاي بوکسيت به دست مي آيد زيرا Ga3+ در Al3+ به صورت استتار شده است.
عناصري که به عنوان محصول جانبي در بوکسيت هاي غني از آلومينيوم قابل توجه هستند، عبارتند از: Be , Ti , Ca. در بوکسيت هاي غني از آهن عناصر جانبي عبارتند از: Cu , Co , Cr , Ni.
بوکسيت هاي تشکيل شده در سنگ کربناته غني از Ca و در سنگ بازالت غني از Fe مي باشد.
طبقه بندي بوکسيت ها از لحاظ محيط تشکيل:
1- بوکسيت هاي سطح تراز بالا يا بوکسيتهاي مناطق مرتفع (High level or upland bauxites ):
•اين بوکسيت ها معمولا ً بر روي سنگ منشأ آتشفشاني و يا آذرين تشکيل مي شوند.
•پوشش مسطحي به ضخامت حداکثر 30 متر دارند.
•در مناطق حاره اي و نيمه حاره اي وجود دارند.
•اين نوع بوکسيت متخلخل وسست است.
•بافت سنگ مادر حفظ شده است.
•ترکيب آنها عمدتاً گيبسيتي است.
•مستقيماً بر روي سنگ مادر قرار دارند و عمدتاً از الگوي درزه اي (Joint patte) سنگ مادر پيروي مي کنند.
•به علت بالا بودن سطح ايستايي، فاقد هر گونه لايه رس بين بوکسيت و سنگ مادر مي باشند.
•مانند فلات دکن در هند، کوئيزليد جنوبي، غنا و گينه.

2- بوکسيت هاي جلگه اي (Peneplain bauxites) يا مناطق کم ارتفاع:
•اين بوکسيت در سطح تراز پائين خطوط ساحلي قرار دارند.
•ضخامت آنها کمتر از 9 متر است.
•بيشتر در مناطق حاره اي مي باشند.
•بافت پيزوليتي دارند.
•ترکيب آنها عمدتاً بوهميتي است.
•به واسطه سطح ايستايي پائين، يک لايه رسي قاعده اي کائولينيتي، بوکسيت را از سنگ منشأ جدا مي کند.
•اين بوکسيت ها با افق هاي آواري ناشي از فعاليت هاي رود خانه اي يا دريايي همراه مي باشند.
•مانند سواحل آمريکاي جنوبي – استراليا و مالزي.

3- بوکسيت هاي کارستي:
•از قديمي ترين بوکسيت ها مي باشند.
•سطوح نامنظم سنگ هاي آهکي و يا دولوميتي را مي پوشانند.
•بافت کنکرسيوني، پيزوليتي، اووليتي و لايه اي دارد.
•ترکيب بوهميتي دارد.

4- بوکسيت هاي انتقال يافته يا رسوبي
( Transported or Sedimentary Bauxites):
•از نوع بوکسيت هاي غير بازماندي هستند.
•بر اثر فرسايش و رسوبگذاري مجدد مواد بوکسيتي تشکيل مي شوند.

5-لاتريت غني از آهن
6- بوکسيت ها و لاتريت هاي طلادار (Residual deposits of Nickel) سایت رشته صنایع شیمیایی...