Casi todo el aluminio que se ha producido se ha hecho a partir de la bauxita
Bauxita de Little Rock, Arkansas, que muestra un hábito pisolítico y una mancha de hierro rojo característica. El espécimen mide aproximadamente 4 pulgadas (10 centímetros) de ancho.
¿Qué es la bauxita?
Muchas personas se sorprenden al saber que la bauxita no es un mineral. Es una roca compuesta principalmente por minerales que contienen aluminio. Se forma cuando los suelos de laterita son severamente lixiviados de sílice y otros materiales solubles en un clima tropical o subtropical húmedo.
La bauxita es el principal mineral de aluminio. Casi todo el aluminio que se ha producido se ha extraído de la bauxita. Estados Unidos tiene algunos pequeños depósitos de bauxita, pero al menos el 99% de la bauxita utilizada en Estados Unidos es importada. Estados Unidos es también un gran importador de aluminio metálico.
Propiedades físicas de la bauxita
¿Cuál es la composición de la bauxita?
La bauxita no tiene una composición específica. Es una mezcla de óxidos de aluminio hidratados, hidróxidos de aluminio, minerales de arcilla y materiales insolubles como el cuarzo, la hematita, la magnetita, la siderita y la goethita. Los minerales de aluminio en la bauxita pueden incluir: gibbsita Al(OH)3, boehmita AlO(OH), y, diáspora, AlO(OH).
Propiedades físicas de la bauxita
La bauxita es típicamente un material blando con una dureza de sólo 1 a 3 en la escala de Mohs. Es de color blanco a gris a marrón rojizo con una estructura pisolítica, brillo terroso y una baja gravedad específica de entre 2,0 y 2,5. Estas propiedades son útiles para identificar la bauxita, pero no tienen nada que ver con su valor o utilidad. Esto se debe a que la bauxita casi siempre se transforma en otro material con propiedades físicas claramente diferentes a las de la bauxita.
Pisolitas en la bauxita: Vista de cerca del espécimen de bauxita en la foto de la parte superior de la página. Esta foto muestra el detalle de las pisolitas.
Bauxita utilizada para la producción de aluminio
La bauxita es el principal mineral del aluminio. El primer paso para producir aluminio es triturar la bauxita y purificarla mediante el Proceso Bayer. En el Proceso Bayer, la bauxita se lava en una solución caliente de hidróxido de sodio, que lixivia el aluminio de la bauxita. El aluminio se precipita fuera de la solución en forma de hidróxido de aluminio, Al(OH)3. El hidróxido de aluminio se calcina a continuación para formar alúmina, Al2O3.
El aluminio se funde a partir de la alúmina mediante el proceso Hall-Heroult. En el proceso Hall-Heroult, la alúmina se disuelve en un baño fundido de criolita (Na3AlF6). El aluminio fundido se extrae de la solución por electrólisis. Este proceso utiliza una enorme cantidad de electricidad. El aluminio suele producirse en lugares donde el coste de la electricidad es muy bajo. Gran parte del aluminio utilizado en Estados Unidos se produce en Canadá utilizando energía hidroeléctrica.
Bauxita sin pisolitos: Bauxita de Demerara, Guyana. Algunos ejemplares de bauxita no tienen las estructuras pisolíticas. El espécimen mide aproximadamente 4 pulgadas (10 centímetros) de ancho.
Uso de la bauxita como abrasivo
La alúmina calcinada es un corindón sintético, que es un material muy duro (9 en la escala de dureza de Mohs). La alúmina calcinada se tritura, se separa por tamaños y se utiliza como abrasivo. El papel de lija de óxido de aluminio, los polvos de pulido y las suspensiones de pulido se fabrican con alúmina calcinada.
La bauxita sinterizada se utiliza a menudo como abrasivo de chorro de arena. Se produce triturando la bauxita hasta convertirla en polvo y luego fundiéndola en perlas esféricas a una temperatura muy alta. Estas perlas son muy duras y muy resistentes. Los granos se clasifican por tamaño para su uso en diferentes tipos de equipos de chorro de arena y para diferentes aplicaciones de chorro de arena. Su forma redonda reduce el desgaste del equipo de suministro.
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Uso de la bauxita como apuntalante
La bauxita sinterizada también se utiliza como apuntalante en los campos petrolíferos. En la perforación de petróleo y gas natural, la roca del yacimiento suele fracturarse mediante el bombeo de fluidos en el pozo a presiones muy elevadas. La presión aumenta hasta niveles muy altos que hacen que la roca de esquisto del yacimiento se fracture. Cuando se produce la fractura, el agua y las partículas en suspensión conocidas como “apuntalantes” se precipitan en las fracturas y las abren. Cuando se apagan las bombas, las fracturas se cierran, atrapando las partículas de apuntalamiento en el yacimiento. Si queda un número adecuado de partículas resistentes a la trituración en el yacimiento, las fracturas se “apuntalarán” y permitirán que el petróleo o el gas natural salga de las rocas y entre en el pozo. Este proceso se conoce como fracturación hidráulica.
La bauxita en polvo puede fundirse en pequeñas perlas a temperaturas muy altas. Estas perlas tienen una gran resistencia al aplastamiento, lo que las hace adecuadas como apuntalamiento. Pueden producirse en casi cualquier tamaño y en una gama de gravedad específica. La gravedad específica de las perlas y su tamaño pueden ajustarse a la viscosidad del fluido de fracturación hidráulica y al tamaño de las fracturas que se espera que se desarrollen en la roca. Los apuntalantes fabricados proporcionan una amplia selección de tamaño de grano y gravedad específica en comparación con el apuntalante natural conocido como arena de fracturación.
Sustitutos de la bauxita
Los recursos mundiales de bauxita son suficientes para décadas de producción al ritmo actual. Se podrían utilizar otros materiales en lugar de la bauxita para la producción de alúmina. Los minerales de arcilla, la alunita, la anortosita, las cenizas de las centrales eléctricas y el esquisto bituminoso podrían utilizarse para producir alúmina, pero a un coste más elevado, utilizando procesos diferentes. El carburo de silicio y el corindón sintético se utilizan a veces en lugar de los abrasivos a base de bauxita. La mullita sintética y el óxido de magnesio a partir de la magnesita se utilizan a veces en lugar de los refractarios a base de bauxita.
Localidades de bauxita
La bauxita se encuentra en abundancia en muchos lugares del mundo. En 2017 los diez principales países productores de bauxita fueron: Australia, China, Brasil, India, Guinea, Jamaica, Rusia y Kazajistán. Cada uno de estos países tiene reservas suficientes para muchos años de producción continua. Algunos tienen reservas para más de 100 años de producción.
Los Estados Unidos tienen pequeñas cantidades de bauxita en Arkansas, Alabama y Georgia; sin embargo, hay muy poca minería de bauxita en los Estados Unidos, y al menos el 99% del consumo es importado.
