Herhangi bir nedenle suyla modellemeye uygun bir kütle oluşturmayan alışılmadık bir “kil” ile hiç karşılaştınız mı? Eğer öyleyse, elinizde kil değil, boksit kaya tutuyordunuz. Formülü tam bileşimi yansıtamamaktadır. Çünkü içine çeşitli maddeler girebilmektedir.
Boksit Keşfinin tarihi ve neden böyle adlandırıldığı
Cevherin adı, keşfedildiği yerle aynıdır. Bileşim çok çeşitlidir. Ancak ana bileşenler çeşitli alüminyum oksit hidratları, demir içeren ve silikon içeren maddelerdir. Boksitin kimyasal formülü tüm bileşimi yansıtmamaktadır. Ancak esas olarak alüminyum endüstrisinde ana hammadde kaynağı olarak kullanılmaktadır. Alüminyum içeren maddelerin içeriği %40-60 veya daha fazla olabilmektedir.
Yoğun mineral çeşitli tonlarda gelebilmektedir. Renkleri kırmızıdan yeşile ve griye gibi değişiklik gösterebilmektedir. Ancak şeffaf boksit ile asla karşılaşmayacaksınız. Daha sık yoğun ve sert, bazen dünyevi ve gevşek bir madde şeklinde ortaya çıkmaktadır. Bu durumda dokunulduğunda ellerde iz kalacaktır.
1821’de Pierre Berthier adlı bir Fransız jeolog, bir yaz tatili sırasında alışılmadık bir bulgu bulduğunda mütevazi davranmasaydı, belki de şimdi bu minerale bertite adını vermiştik. Bulduğu kaya, olağandışı özelliklere sahip taştan yapılmıştır.
Berthier, onlarca yılın geçeceğini ve formülü Al2O3xnH2O olan boksitin, alüminyum endüstrisinin bu kadar hızlı geliştireceğini ve hammadde haline geleceğini bilmiyordu. Mineral, Fransa’da bulunan Provencal Les Baux de Provence köyünün adını taşımaktadır.
Kaya kompozisyonunun o zamanın mineralogları tarafından değerlendirilmesi 30 yıl kadar zaman almıştır. Ancak 50’li yıllarda boksit, orijinal adı “kil gümüşü” olan Paris sergi merkezinde yerini almıştır. Ayrıca ham maddesi kile çok benzemektedir.
Hammadde yapısı
Kimyadaki boksit formülünün mineralin bileşimini doğru bir şekilde yansıtması için, içerdiği tüm maddeleri hesaba katmak gerekmektedir. Birçoğunu kapsayan, en yaygın olanları şunlardır;
- Alüminyum oksit hidratları, buna zaten aşinasınız – Al2O3xnH2O;
- Cevher kütlesini oluşturan demir hidroksitler, oksitler ve silikatlar;
- Silikon (kuvars (SiO2), opal (SiO2 x nH2O), kaolinit (Al4[Si4O10](OH)8));
- Titanyum (rutil (ТіО2) ve diğerleri);
- Karbonatlar (CaCO3, MgCO3, vb.);
- Krom, zirkonyum, fosfor, sodyum, potasyum, vanadyum, galyum ve diğer elementlerin bileşikleri;
- Pirit (FeS2).
Cevher, öncelikle alümina içerdiğinden değerlidir. Ne kadar az silika olursa o kadar iyidir. Kaliteyi karakterize etmek için, boksitin sözde silikon modülüne bakmak gereklidir. Onu bulmak için ise, şu formül tanıtılmıştır. Formül; μSi= Al2O3/SiO2 şeklindedir. Ortaya çıkan değer, cevheri işlemek için yöntemlerden hangisinin daha iyi olduğunu göstermektedir.
Boksit cevherinin özellikleri
Daha önce de belirtildiği gibi, mineralin bileşimi, özelliklerini büyük ölçüde etkilediğinden çok çeşitlidir. Ancak bazı fiziksel özellikler ayırt edilebilmektedir. Bunlar;
- Renkler – kırmızının (açık pembeden koyu kırmızıya), yeşilin (gri-yeşilden çimenliye) ve grinin (beyaz tonlardan koyu griye, neredeyse siyaha kadar) tüm tonlarını bulabilirsiniz;
- Durum da farklı olabilmektedir. Taşlı, gözenekli, gevşek, topraklı ve kil benzeri ayırt edilebilmektedir;
- Yoğunluk doğrudan demir içeren maddelerin miktarına bağlıdır. Bu nedenle 1,8 ila 3,2 g/cm3 arasında değişmektedir;
- Mohs ölçeğinde sertlik maksimum 6’dır;
- Opak.
Endüstri için en önemli olan bir kimyasal özellik vardır. Yani bu cevherden alüminyum oksitleri çıkarmanın yeterince kolay olup olmadığına bağlıdır.
Boksit Olan yerler
Boksit, açık ocak veya yeraltı madenciliği ile çıkarılmaktadır. Ana cevher rezervleri nemli ve sıcak olduğu yerlerde yoğunlaşmaktadır. Bunlar tropik ve subtropik iklimlerdir. En iyi boksit yatakları ve dünya rezervlerinin 2/3’ünü oluşturmaktadır.
Alüminyum talebindeki sürekli büyüme, üretimde bir artışa yol açmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri, dünya boksit rezervlerinin 55 ila 75 milyar ton arasında değiştiğine göre hesaplamalar yapmıştır. Bu da, bir yüz yıl kadar daha yeterli olacaktır. Bilim adamları, alüminyum çıkarmak için aynı derecede etkili ve ucuz başka yollar bulmaya çalışmaktadır.
Geri dönüşümü
Bu cevherin çıkarılmasının ana nedeni alüminyumdur. Ekstraksiyon işlemi aşağıdaki aşamalardan oluşmaktadır. Buna karşılık, alüminyum oksit (alümina formülü) Bayer yöntemi, sinterleme veya kombine bir yöntemle elde edilebilmektedir.
Bayer proses şeması aşağıdaki gibidir. Yüksek oranda kırılmış boksit, sodyum hidroksit ile işlenmektedir. Ayrıca Alüminanın çökeltildiği sodyum alüminat elde edilmektedir. O zaman elde etmek için geriye sadece elektroliz yapmak kalmaktadır.
Düşük kaliteli cevher sinterlenmektedir. Bu işlem şu şekildedir. Kırılan kaya, kalsiyum karbonat ve soda ile karıştırılarak fırına konmaktadır. Daha sonra ise, 1250 °C’de sinterlenmektedir. Buna ek olarak, düşük konsantrasyonlu sodyum alkali ile muamele edile bilmektedir. Alüminyum hidroksit süzülmekte ve elektroliz gerçekleştirilmektedir.
Birleşik işlem, boksit alüminanın bayer yöntemiyle birincil işlenmesinden ve ardından kalan kaskın sinterleme yoluyla işlenmesinden oluşmaktadır.
İncelenmesi
Boksit, özellikleri ve metalurjideki uygulamalarını inceledikten sonra, artık cevherin başka nerede kullanıldığını öğrenebilirsiniz. Kimya endüstrisinde boya üretiminde, verniklerin bileşiminde dolgu maddesi olarak da kullanılmaktadır. Sorbent olarak petrol arıtma endüstrisinde de kullanılmaktadır.
Demir metalurjisi, kaya eriterek elde edilen akıları kullanmaktadır. Mohs skalasında sertliği 9 olan boksitten elektrikli fırında elde edilen elektrokorund ise aşındırıcı bir malzeme şeklinde kullanılmaktadır.
Boksitlerin bir diğer bileşeni olan alümina da devreye burada girmektedir. Alümina çimentosu ondan üretilmektedir. Özellikle uzak Kuzey’deki konut inşaatı için önemli olan düşük sıcaklıklarda bile yüksek büzücü özelliklere sahip bir birleşimidir.
Formülü ve uygulaması şu anda düşündüğümüz boksit az miktarda demir içeriyorsa, kaya refrakter üretiminde kullanılmaktadır. Ancak litoterapistler için, kayanın ne iyileştirici ne de büyülü özellikleri olmadığı için boksitler ilgi çekici değildir.
Bazen, sadece kuyumcular cevherden bir tür biblo veya hediyelik eşya oluşturarak eğlenebilmektedir. Örneğin bir top şeklinde parlatabilmekte ve bir stand üzerine konulabilmektedir.
