Bauxita

Bauxite vermelho-marrom

Bauxite com centavo dos EUA para comparação

Mapas minerais QEMSCAN de pisoliths de formação de minério de bauxite

Bauxita é uma rocha sedimentar com um teor relativamente alto de alumínio. É a principal fonte mundial de alumínio e gálio. A bauxita consiste principalmente nos minerais de alumínio gibbsita (Al(OH)₃), boemita (γ-AlO(OH)) e diásporo (α-AlO(OH)), misturados com os dois óxidos de ferro goethita (FeO(OH)) e hematita (Fe₂O₃), o mineral argiloso de alumínio caulinita (Al₂Si₂O₅(OH)₄) e pequenas quantidades de anatase (TiO₂) e ilmenita (FeTiO₃ ou FeO.TiO₂). A bauxita tem um brilho opaco e é marrom-avermelhada, branca ou bronzeada.

Em 1821, o geólogo francês Pierre Berthier descobriu a bauxita perto da vila de Les Baux em Provence, sul da França.

Formação

Bauxite com núcleo de rocha não recheada

Numerosos esquemas de classificação foram propostos para bauxita, mas, a partir de 1982, não havia consenso.

Vadász (1951) distinguiu bauxitas lateríticas (bauxitas de silicato) de minérios de bauxita cárstica (bauxitas de carbonato):

• Os bauxitas carbonatos ocorrem predominantemente na Europa, Guiana, Suriname e Jamaica acima das rochas carbonatos (pedra calcária e dolomite), onde foram formados por intemperismos posteriores e acumulação residual de camadas de argila intercaladas – argilas dispersas que foram concentradas como calcários enclosantes gradualmente dissolvidas durante a intemperação química.
• Os bauxitas posteriores são encontrados principalmente nos países dos trópicos. Eles foram formados por mais tardeitização de várias rochas silicatas, como granito, gengibre, basalto, syenite e xisto. Em comparação com os laterites ricos em ferro, a formação de bauxitas depende ainda mais de condições de intemperismo intensas em um local com drenagem muito boa. Isso permite a dissolução da kaolinita e a precipitação do gibbsite. Zonas com maior teor de alumínio estão frequentemente localizadas abaixo de uma camada de superfície ferrugina. O hidróxido de alumínio nos depósitos de bauxita posteriores é quase exclusivamente gibbsite.

No caso da Jamaica, análises recentes dos solos mostraram níveis elevados de cádmio, sugerindo que a bauxita se origina de depósitos de cinzas vulcânicas do Mioceno de episódios de vulcanismo significativo na América Central.

Produção e reservas

Produção mundial de bauxita em 2005

Uma das maiores minas de bauxita do mundo em Weipa, Austrália

A Austrália é o maior produtor de bauxita, seguida pela Guiné e China. O aumento da reciclagem de alumínio, que requer menos energia elétrica do que a produção de alumínio a partir de minérios, aumentará consideravelmente as reservas mundiais de bauxita.

2018 Produção e reservas Bauxite (kilotonnes)

Pais	Produção	Reservas
Mundo	32.000	30.000.000
Austrália	110.000	6,000,000
Guiné-Bissau	8.000	7.400.000
China	60.000	1.000.000
Brasil	35.000	2600.000
Indonésia	23.000	1,200.000
Índia	Dois mil.	660.000
Jamaica	7.700	2.000.
Rússia	6,100	500.000
Cazaquistão	5,800	160.000
Vietname	4.000	3,700.000
Arábia Saudita	4.000	200.000
Grécia	1.800	250.000
Guiana	1.700	850.000
Outros países	9.000	3,740.000

Processamento

Bauxite sendo carregado em Cabo Rojo, República Dominicana, para ser enviado em outro lugar para processamento; 2007

A bauxita geralmente é extraída em tiras porque quase sempre é encontrada perto da superfície do terreno, com pouco ou nenhum estéril. A partir de 2010, aproximadamente 70% a 80% da produção mundial de bauxita seca é processada primeiro em alumina e depois em alumínio por eletrólise. As rochas de bauxita são normalmente classificadas de acordo com sua aplicação comercial pretendida: metalúrgica, abrasiva, cimentícia, química e refratária.

O minério de bauxita é geralmente aquecido em um vaso de pressão junto com uma solução de hidróxido de sódio a uma temperatura de 150 a 200 °C (300 a 390 °F). A essas temperaturas, o alumínio é dissolvido como aluminato de sódio (o processo Bayer). Os compostos de alumínio na bauxita podem estar presentes como gibbsita(Al(OH)₃), boemita(AlOOH) ou diásporo(AlOOH); as diferentes formas do componente de alumínio ditarão as condições de extração. Os resíduos não dissolvidos, rejeitos de bauxita, após a extração dos compostos de alumínio, contêm óxidos de ferro, sílica, cálcio, titânia e alguma alumina não reagida. Após a separação do resíduo por filtração, a gibbsita pura é precipitada quando o líquido é resfriado e, em seguida, semeada com hidróxido de alumínio de grão fino. A gibbsita é geralmente convertida em óxido de alumínio, Al₂O₃, por aquecimento em fornos rotativos ou calcinadores de fluido a uma temperatura superior a 1.000 °C (1.830 °F). Este óxido de alumínio é dissolvido a uma temperatura de cerca de 960 °C (1.760 °F) em criolita fundida. Em seguida, essa substância fundida pode produzir alumínio metálico passando uma corrente elétrica por ele no processo de eletrólise, chamado de processo Hall-Héroult, em homenagem a seus descobridores americanos e franceses.

Antes da invenção deste processo, e antes do processo Deville, o minério de alumínio era refinado por aquecimento do minério junto com sódio elementar ou potássio no vácuo. O método era complicado e consumia materiais caros na época. Isso tornou o alumínio elementar inicial mais caro que o ouro.

Segurança marítima

Como carga a granel, a bauxita é uma carga do Grupo A que pode se liquefazer se for excessivamente úmida. A liquefação e o efeito de superfície livre podem fazer com que a carga se desloque rapidamente dentro do porão e torne o navio instável, podendo afundá-lo. Um navio suspeito de ter sido afundado dessa forma foi o MS Bulk Júpiter em 2015. Um método que pode demonstrar esse efeito é o teste Can, no qual uma amostra do material é colocada em uma lata cilíndrica e batida contra uma superfície várias vezes.. Se uma pasta úmida se formar na lata, é provável que a carga se liquefaça; embora, inversamente, mesmo que a amostra permaneça seca, isso não prova conclusivamente que permanecerá assim ou que é seguro para carregamento.

Fonte de gálio

A bauxita é a principal fonte do raro metal gálio.

Durante o processamento da bauxita em alumina no processo Bayer, o gálio se acumula no licor de hidróxido de sódio. A partir disso, pode ser extraído por uma variedade de métodos. O mais recente é o uso de resina de troca iônica. As eficiências de extração alcançáveis dependem criticamente da concentração original na bauxita de alimentação. Em uma concentração de alimentação típica de 50 ppm, cerca de 15 por cento do gálio contido é extraível. O restante se reporta aos fluxos de lama vermelha e hidróxido de alumínio.