Bô xít

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Bauxit so sánh với một đồng xu (đặt ở góc)
Bauxit với phần lõi còn nguyên mảnh đá mẹ chưa phong hóa
Bauxit, Les Baux-de-Provence

Bô xít hay bauxite là một loại quặng nhôm nguồn gốc á núi lửa có màu hồng, nâu được hình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá trình xói mòn. Quặng bô xít phân bố chủ yếu trong vành đai xung quanh xích đạo đặc biệt trong môi trường nhiệt đới. Từ bôxit có thể tách ra alumina (Al2O3), nguyên liệu chính để luyện nhôm trong các lò điện phân, chiếm 95% lượng bôxít được khai thác trên thế giới. Tên gọi của loại quặng nhôm này được đặt theo tên gọi làng Les Baux-de-Provence ở miền nam nước Pháp, tại đây nó được nhà địa chất học là Pierre Berthier phát hiện ra lần đầu tiên năm 1821.

Quá trình hình thành và phân bố[sửa | sửa mã nguồn]

Hình thành[sửa | sửa mã nguồn]

Các giọt Bô xit nóng chảy được sinh thành từ trong lòng đất, tự hút nhau lớn dần rồi được đẩy lên mặt đất theo các họng núi lửa cùng với dăm, cuội dung nham núi lửa thành phần bazơ-kiềm trẻ (cỡ Paleogen trở lại đây). Trên mặt đất, dăm, cuội dung nham núi lửa chứa quặng bô xit và quặng sulfua đa kim đi kèm sẽ bị laterit hóa, dưới mực nước ngầm chúng lại bị kaolinit hóa tạo thành set-kaolin chứa dăm, cuội, quặng bô xit và sulfua đa kim.t

Bô xít hình thành trên các loại đá có hàm lượng sắt thấp hoặc sắt bị rửa trôi trong quá trình phong hóa. Quá trình hình thành trải qua các giai đoạn:

  1. Phong hóa và nước thấm lọc vào trong đá gốc tạo ra ôxít nhôm và sắt
  2. Làm giàu trầm tích hay đá đã bị phong hóa bởi sự rửa trôi của nước ngầm,
  3. Xói mòn và tái tích tụ bô xít.

Quá trình này chịu ảnh hưởng của một vài yếu tố chính như:

  • Đá mẹ chứa các khoáng vật dễ hòa tan và các khoáng vật này bị rửa trôi chỉ để lại nhôm và sắt,
  • Độ lổ hổng có hiệu của đá cho phép nước thấm qua,
  • Có lượng mưa cao xen kẽ các đợt khô hạn ngắn,
  • Hệ thống thoát nước tốt,
  • Khí hậu nhiệt đới ẩm,
  • Có mặt lớp phủ thực vật với vi khuẩn.[1] Theo một mô hình mô phỏng quá trình này thì giá trị pH thích hợp đạt khoảng 3,5-4,0 [2]

Phân bố[sửa | sửa mã nguồn]

Các quặng bôxít phân bố chủ yếu ở khu vực nhiệt đới, Caribe, Địa Trung Hải [3] và vành đai xung quanh xích đạo, người ta tìm thấy quặng bôxít ở các vùng lãnh thổ như Úc, Nam và Trung Mỹ (Jamaica, Brazil, Surinam, Venezuela, Guyana), châu Phi (Guinea), châu Á (Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam), Nga, Kazakhstan và châu Âu (Hy Lạp).[4]

Từ nguồn gốc hình thành dẫn đến việc thành tạo hai loại mỏ bauxit:

  1. Loại phong hóa được hình thành do quá trình laterit hóa chỉ diễn ra trong điều kiện nhiệt đới trên nền đá mẹ là các loại đá silicat:granit, gneiss, bazan, syeniteđá sét. Khác với quá trình hình thành laterit sắt, sự hình thành bauxite đòi hỏi điều kiện phong hóa mạnh mẽ hơn và điều kiện thủy văn thoát nước rất tốt cho phép hòa tan và rửa trôi kaolinite và hình thành lắng đọng nên gibbsit. Đới giàu hàm lượng nhôm nhất thường nằm ngay dưới lớp mũ sắt. Dạng tồn tại chủ yếu của hydroxit nhôm trong bauxit laterit chủ yếu là gibbsit. Tại Việt Nam, bauxit Tây Nguyên được hình thành theo phương thức này trên nền đá bazan.
  2. Loại nguồn gốc á núi lửa có chất lượng tốt và có giá trị công nghiệp. Loại này được hình thành bằng con đường núi lửa, sau đó laterit hóa trên nền đá cacbonat như đá vôidolomit xen kẽ các lớp kẹp sét - kaolin do phong hóa dung nham núi lửa.

Thân quặng bô xít tồn tại ở 4 dạng: lớp phủ, túi, xen kẹp và mảnh vụn [3]

  • Các dạng lớp phủ lớn xuất hiện ở tây Phi, Úc, Nam Mỹ và Ấn Độ, bao gồm các lớp bằng phẳng nằm gần bề mặt và có thể trải dài hàng km. Chiều dày có thể thay đổi từ ít hơn một mét đến 40m, trong các trường hợp chấp nhận được thì bề dày trung bình khoảng 4-6m.
  • Dạngtúi được tìm thấy ở Jamaica và Hispaniola, cũng như miền nam châu Âu, bô xít phân bố ở độ sâu trong các võng này từ ít hơn 1m đến hơn 30m. Trong một số trường hợp, các túi này nằm riêng biệt, trong khi các khu vực khác các vùng võng chồng lấn nhau và tạo thành các mỏ lớn.
  • Dạng xen kẹp được được tìm thấy ở Hoa Kỳ, Suriname, Brazil, Guyana, Russia, Trung Quốc, Hungary và khu vực Địa Trung Hải. Ban đầu chúng nằm trên bề mặt sau đó bị các đá hình thành sau phủ lên thường gặp ở dạng đá núi lửa. Loại quặng này thường có kết cấu chặt hơn các loại khác do nó bị nén bởi các lớp đá nằm trên.
  • Dạng mảnh vụn chỉ các tích tụ quặng được tạo thành từ sự xói mòn bôxít (kiểu trầm tích ở trên) ví dụ như bôxít Arkansas ở Hoa Kỳ.

Thành phần khoáng vật[sửa | sửa mã nguồn]

Bôxít tồn tại ở 3 dạng chính tùy thuộc vào số lượng phân tử nước chứa trong nó và cấu trúc tinh thể gồm: gibbsit Al(OH)3, boehmit γ-AlO(OH), và diaspore α-AlO(OH),[3] cùng với các khoáng vật oxit sắt goethithematit, các khoáng vật sét kaolinit và thường có mặt cả anata TiO2, sulfua đa kim, các khoáng vật nặng như monazit, ziercon và xenotim.

Gibbsit là hydroxit nhôm thực sự còn boehmit và diaspore tồn tại ở dạng hidroxit nhôm ôxít. Sự khác biệt cơ bản giữa boehmit và diaspore là diaspore có cấu trúc tinh thể khác với boehmit, và cần nhiệt độ cao hơn để thực hiện quá trình tách nước nhanh.[3]

  Gibbsit Boehmit Diaspore
Thành phần Al(OH)3 AlO(OH) AlO(OH)
Hàm lượng alumina tối đa (%) 65,4 85,0 85,0
Hệ tinh thể Đơn tà Trực thoi Trực thoi
Mật độ (g.cm−3) 2,42 3,01 3,44
Nhiệt độ tách nước (°C) 150 350 450

Thành phần hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Thành phần hóa học chủ yếu (quy ra ôxít) là Al2O3, SiO2, Fe2O3, CaO, TiO2, MgO... trong đó, hyđrôxit nhôm là thành phần chính của quặng. [5]

Thành phần hóa học Al2O3 Fe2O3 CaO SiO2 TiO2 MgO Mất khi đốt
% theo khối lượng (%) 55,6 4,5 4,4 2,4 2,8 0,3 30

Ở Việt Nam, bô xít được xếp vào khoáng sản khi tỷ lệ giữa ôxít nhômsilic ôxít gọi là modun silic (ký hiệu là µsi) không được nhỏ hơn 2.[6]

Sử dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Bôxít thường được sử dụng làm lò cao, môi (giá) sắt/thép, ximăng, sản xuất nhôm, phiễu rót kim loại lỏng, hồ ngâm vật liệu, lòng lò nung, torpedo cars vòm lò cao sử dụng điện...[7]

Tại Việt Nam[sửa | sửa mã nguồn]

Quặng bô xít ở Việt Nam thuộc 2 loại chính[8].:

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

Tài liệu tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  • Bardossy, G. (1982): Karst Bauxites. Bauxite deposits on carbonate rocks. Elsevier Sci. Publ. 441 p.
  • Bardossy, G. and Aleva, G.J.J. (1990): Lateritic Bauxites. Developments in Economic Geology 27, Elsevier Sci. Publ. 624 p. ISBN 0-444-988
  • Harris, Chris; McLachlan, R. (Rosalie); Clark, Colin (1998). Micro reform — impacts on firms: aluminium case study. Melbourne: Industry Commission. ISBN 0-646-33550-2.
  • Habashi, F. "A short history of hydrometallurgy", Hydrometallurgy 79, pp. 15–22, 2005.
  • Grjotheim, U and Kvande, H., Introduction to Aluminium Electrolysis. Understanding the Hall-Heroult Process, Aluminium Verlag GmbH, (Germany), 1993, pp. 260.

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]