Les minéraux

Bauxite



La quasi-totalité de l'aluminium jamais produit est en bauxite


Bauxite de Little Rock, Arkansas, présentant une habitude pisolitique et une coloration caractéristique du fer rouge. 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. Il s'agit d'une roche composée principalement de minéraux contenant de l'aluminium. Il se forme lorsque les sols latéritiques 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 jamais 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-métal.

Propriétés physiques de la bauxite

CouleurBlanc, gris, parfois taché de jaune, orange, rouge, rose ou brun par le fer ou les minéraux de fer inclus
TraînéeGénéralement blanc, mais la tache de fer peut se décolorer
LustreTerne, terreux
DiaphanéitéOpaque
ClivageAucun
Dureté Mohs1 à 3
Gravité spécifique2 à 2,5
Propriétés de diagnosticDouce, faible densité spécifique, couleur. Présente souvent une habitude pisolitique.
Composition chimiqueVariable mais toujours riche en oxydes d'aluminium et hydroxydes d'aluminium
Crystal Systemn / a
Les usagesLe minerai primaire d'aluminium. La bauxite synthétique est utilisée comme abrasif et comme agent de fracturation.

Quelle est la composition de la bauxite?

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 matières insolubles telles que le quartz, l'hématite, la magnétite, la sidérite et la goethite. 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 souple avec une dureté de seulement 1 à 3 sur l'échelle de Mohs. Il est blanc à gris à brun rougeâtre avec une structure pisolitique, un éclat terreux et une faible densité spécifique 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 de la bauxite. En effet, la bauxite est presque toujours transformée en un autre matériau aux propriétés physiques distinctes de la bauxite.

Pisolites dans la bauxite: Vue rapprochée du spécimen de bauxite sur la photo en haut de page. Cette photo montre les détails des pisolites.

Bauxite utilisée pour la production d'aluminium

La bauxite est le principal minerai d'aluminium. La première étape de 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 lixivie l'aluminium de la bauxite. L'aluminium est précipité hors de la solution sous forme d'hydroxyde d'aluminium, Al (OH)3. L'hydroxyde d'aluminium est ensuite calciné pour former de l'alumine, Al2O3.

L'aluminium est fondu à partir de l'alumine en utilisant le procédé Hall-Heroult. Dans le procédé Hall-Heroult, l'alumine est dissoute dans un bain fondu de cryolite (Na3AlF6). L'aluminium fondu est éliminé de la solution par électrolyse. Ce processus utilise une énorme quantité d'électricité. L'aluminium est généralement produit là où les coûts d'électricité sont très faibles. Une grande partie de l'aluminium utilisé aux États-Unis est produite au Canada à l'aide de l'énergie hydroélectrique.

Bauxite sans pisolites: Bauxite de Demerara, Guyane. 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, qui est un matériau très dur (9 sur l'échelle de dureté Mohs). L'alumine calcinée est broyée, séparée par sa taille et utilisée comme abrasif. Le papier de verre oxyde d'aluminium, les poudres de polissage et les suspensions de polissage 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 poudre et en la fusionnant ensuite en billes sphériques à très haute température. Ces perles sont très dures et très résistantes. Les billes sont ensuite triées par taille pour être utilisées dans différents types d'équipements de sablage et pour différentes applications de sablage. Leur forme ronde réduit l'usure du matériel de livraison.

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Utilisation de la bauxite comme proppant

La bauxite frittée est également utilisée comme support de gisement de pétrole. Lors du forage de pétrole et de gaz naturel, la roche réservoir est souvent fracturée en pompant des fluides dans le puits sous de très hautes pressions. La pression monte jusqu'à des niveaux très élevés qui provoquent la fracture de la roche réservoir de schiste. Lorsqu'une fracture se produit, de l'eau et des particules en suspension appelées «soutiens» se précipitent dans les fractures et les poussent. Lorsque les pompes sont arrêtées, les fractures se ferment, piégeant les particules d'agent de soutènement dans le réservoir. S'il reste un nombre suffisant de particules résistantes à l'écrasement dans le réservoir, les fractures seront "étayées" ouvertes, permettant un écoulement de pétrole ou de gaz naturel hors des roches et dans le puits. Ce processus est connu sous le nom de fracturation hydraulique.

La bauxite en poudre peut être fusionnée en minuscules perles à des températures très élevées. Ces billes ont une résistance à l'écrasement très élevée, ce qui les rend appropriées comme agent de soutènement. Ils peuvent être produits dans presque toutes les tailles et dans une gamme de gravité spécifique. La gravité spécifique des billes et leur taille peuvent être adaptées à la viscosité du fluide de fracturation hydraulique et à la taille des fractures qui devraient se développer dans la roche. Les agents de soutènement manufacturés offrent un large choix de granulométrie et de densité par rapport à un agent de soutènement naturel appelé sable de fracturation.

Substituts de bauxite

Les ressources mondiales de 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 des centrales électriques et les schistes bitumineux pourraient être utilisés pour produire de l'alumine, mais à des coûts plus élevés, en utilisant différents procédés. 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 fabriqués à partir de magnésite sont parfois utilisés à la place des réfractaires à base de bauxite.

Production estimée de bauxite en 2017
Pays Mille tonnes métriques
Australie83,000
Chine68,000
Brésil36,000
Inde27,000
Guinée45,000
Jamaïque8,100
Russie5,600
Kazakhstan5,000
Pays produisant plus de 5 millions de tonnes en 2017. Données du USGS Mineral Commodity Summary.

Localités de bauxite

La bauxite se trouve 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 en Arkansas, en Alabama et en Géorgie; cependant, il y a très peu d'extraction de bauxite aux États-Unis et au moins 99% de la consommation est importée.


Voir la vidéo: Bauxite: Guinea's mineral wealth. Global 3000 (Octobre 2021).