Bauxita

Bauxita marrón rojizo

Bauxite con centavo estadounidense para comparación

QEMSCAN mapas minerales de bauxita ore-forming pisoliths

La bauxita es una roca sedimentaria con un contenido de aluminio relativamente alto. Es la principal fuente mundial de aluminio y galio. La bauxita se compone principalmente de los minerales de aluminio gibbsita (Al(OH)₃), boehmita (γ-AlO(OH)) y diáspora (α-AlO(OH)), mezclados con los dos óxidos de hierro goetita. (FeO(OH)) y hematites (Fe₂O₃), el mineral de arcilla de aluminio caolinita (Al₂Si_{2< /sub>O5(OH)4) y pequeñas cantidades de anatasa (TiO2) e ilmenita (FeTiO3 o FeO.TiO2). La bauxita tiene un brillo opaco y es de color marrón rojizo, blanco o tostado.}

En 1821, el geólogo francés Pierre Berthier descubrió bauxita cerca del pueblo de Les Baux en Provenza, en el sur de Francia.

Formación

Bauxite con núcleo de roca no tetera

Se han propuesto numerosos esquemas de clasificación para la bauxita pero, a partir de 1982, no hubo consenso.

Vadász (1951) distinguió las bauxitas lateríticas (bauxitas de silicato) de los minerales kársticos de bauxita (bauxitas carbonatadas):

• Las bauxitas de carbonato se producen predominantemente en Europa, Guyana, Suriname y Jamaica sobre rocas de carbonato (limestone y dolomite), donde fueron formadas por meteorologías posteriores y acumulación residual de capas de arcilla intercaladas – arcillas dispersas que se concentraron como las calizas de cierre gradualmente disueltas durante el tiempo químico.
• Las bauxitas posteriores se encuentran principalmente en los países de los trópicos. Se formaron por la posteriorización de varias rocas silicadas como granito, gneiss, basalto, sienita y esquisto. En comparación con las termitas ricas en hierro, la formación de bauxitas depende aún más de condiciones de clima intenso en un lugar con muy buen drenaje. Esto permite la disolución de la kaolinita y la precipitación del gibbsite. Las zonas con mayor contenido de aluminio se encuentran a menudo por debajo de una capa de superficie ferruginosa. El hidroxido de aluminio en los depósitos de bauxita posteriores es casi exclusivamente gibbsite.

En el caso de Jamaica, un análisis reciente de los suelos mostró niveles elevados de cadmio, lo que sugiere que la bauxita se origina en depósitos de cenizas volcánicas del Mioceno de episodios de vulcanismo significativo en América Central.

Producción y reservas

Producción mundial de bauxita en 2005

Una de las mayores minas de bauxita del mundo en Weipa, Australia

Australia es el mayor productor de bauxita, seguido de Guinea y China. El aumento del reciclaje de aluminio, que requiere menos energía eléctrica que la producción de aluminio a partir de minerales, ampliará considerablemente las reservas mundiales de bauxita.

2018 Producción y reservas de Bauxite (kilotonas)

País	Producción	Reservas
Mundo	327.000	30,000,000
Australia	110.000	6,000,000
Guinea	82.000	7,400,000
China	60.000	1,000,000
Brasil	35.000	2.600.000
Indonesia	23.000	1.200,000
India	22.000	660.000
Jamaica	7.700	2,000,000
Rusia	6.100	500.000
Kazajstán	5,800	160.000
Vietnam	4.000	3.700.000
Arabia Saudita	4.000	200.000
Grecia	1.800	250.000
Guyana	1.700	850.000
Otros países	9.000	3.740.000

Procesamiento

Bauxite siendo cargado en Cabo Rojo, República Dominicana, para ser enviado a otro lugar para el procesamiento; 2007

La bauxita generalmente se extrae a cielo abierto porque casi siempre se encuentra cerca de la superficie del terreno, con poca o ninguna sobrecarga. A partir de 2010, aproximadamente del 70 % al 80 % de la producción mundial de bauxita seca se procesa primero en alúmina y luego en aluminio por electrólisis. Las rocas de bauxita generalmente se clasifican de acuerdo con su aplicación comercial prevista: metalúrgica, abrasiva, cementera, química y refractaria.

El mineral de bauxita generalmente se calienta en un recipiente a presión junto con una solución de hidróxido de sodio a una temperatura de 150 a 200 °C (300 a 390 °F). A estas temperaturas, el aluminio se disuelve como aluminato de sodio (proceso Bayer). Los compuestos de aluminio en la bauxita pueden estar presentes como gibbsita (Al(OH)₃), boehmita (AlOOH) o diáspora (AlOOH); las diferentes formas del componente de aluminio dictarán las condiciones de extracción. Los residuos no disueltos, relaves de bauxita, después de extraer los compuestos de aluminio contienen óxidos de hierro, sílice, calcio, titania y algo de alúmina sin reaccionar. Después de la separación del residuo por filtración, la gibbsita pura se precipita cuando el líquido se enfría y luego se siembra con hidróxido de aluminio de grano fino. La gibbsita generalmente se convierte en óxido de aluminio, Al₂O₃, calentándola en hornos rotatorios o calcinadores de flash fluido a una temperatura superior a 1000 °C (1830 °F). Este óxido de aluminio se disuelve a una temperatura de aproximadamente 960 °C (1760 °F) en criolita fundida. Luego, esta sustancia fundida puede producir aluminio metálico al pasar una corriente eléctrica a través de ella en el proceso de electrólisis, que se denomina proceso de Hall-Héroult, llamado así por sus descubridores estadounidenses y franceses.

Antes de la invención de este proceso, y antes del proceso Deville, el mineral de aluminio se refinaba calentándolo junto con sodio o potasio elemental en el vacío. El método era complicado y consumía materiales que eran caros en ese momento. Esto hizo que el aluminio elemental primitivo fuera más caro que el oro.

Seguridad marítima

Como carga a granel, la bauxita es una carga del Grupo A que puede licuarse si se humedece en exceso. La licuefacción y el efecto de superficie libre pueden hacer que la carga se desplace rápidamente dentro de la bodega y hacer que el barco se vuelva inestable, lo que podría hundirlo. Un buque que se sospecha que se hundió de esta manera fue el MS Bulk Jupiter en 2015. Un método que puede demostrar este efecto es la prueba de la lata, en la que se coloca una muestra del material en una lata cilíndrica y se golpea contra una superficie muchas veces.. Si se forma una suspensión húmeda en la lata, existe la posibilidad de que la carga se licúe; aunque por el contrario, incluso si la muestra permanece seca, no prueba de manera concluyente que permanecerá así, o que es segura para la carga.

Fuente de galio

La bauxita es la fuente principal del raro metal galio.

Durante el procesamiento de bauxita a alúmina en el proceso Bayer, el galio se acumula en el licor de hidróxido de sodio. De esto se puede extraer por una variedad de métodos. El más reciente es el uso de resinas de intercambio iónico. Las eficiencias de extracción alcanzables dependen críticamente de la concentración original en la bauxita de alimentación. A una concentración de alimentación típica de 50 ppm, se puede extraer alrededor del 15 por ciento del galio contenido. El resto se reporta a las corrientes de lodo rojo e hidróxido de aluminio.