RUDARSKO GEOLOŠKO NAFTNI FAKULTET BOKSIT ZAGREB, 2012

RUDARSKO GEOLOŠKO NAFTNI FAKULTET
BOKSIT
(Seminarski rad)
Kolegiji :Primjenjena minerologija i petrologija
Student: Tomislav Bratko
Smjer: Primjenjena minerologija i petrologija
ZAGREB, 2012

SADRŽAJ
Uvod........................................................................................................3
Boksit.......................................................................................................4
Minerologija boksita..............................................................................5
Industriski procesi dobivanja boksita..................................................6
Bayerov proces.......................................................................................7
Ekonomska iskoristivost boksita..........................................................8
Ležišta boksita........................................................................................9
Rezidui ili rezidualni sedimenti.............................................................9
Ležišta boksita u Hrvatskoj.................................................................10
Zaključak...............................................................................................15
Literatura...............................................................................................16
2

UVOD
U ovom seminarskom radu pisati ću o boksitu, njegovom minerološkom, fizičkom i
kemijskom sastavu, ležištima boksita, te primjeni u industriji.
Boksit je prvi put nađen u Francuskoj (1821.) kod mjesta Les Baux, pa je po njemu
dobio ime boksit. Isti material kasnije su pronašli i kraj Bohinjske Bistrice, pa su ga prema tom
mjestu nazvali vohajnitom (prema njemačkom nazivu mjesta Wocheiner Feistritz). Boksitni
materijal nađen je 1847. i u Dalmaciji kod Kljaka u okolici Drniša, pa je po tom nalazištu nazvan
kljakitom. (Kogel, J.E., Trivedi, N.C., Barker, J.M., Krukowsk, S.T., 2006.)
Boksit je u Hrvatskoj veoma rasprostranjen, tako da Hrvatska pripada u države, koje su
boksitom najbogatije. Glavna su mu ležišta po krajevima dalmatinskoga i ličkoga krša.
Boksit je najvažnija ruda za dobivanje elementarnog aluminija. Boksit se koristi u
proizvodnji krajnjih proizvoda, te i u druge specijalizirane namjene koje moraju zadovoljiti
strože kompozicijske i fizičke zahtjeve nego obične rude za proizvodnju aluminija.
Iako postoje značajni resursi boksita u svijetu, ruda boksita pogodna za uporabu za
specijalizirane segmente tržišta su, tijekom vremena, ograničene na nekoliko glavnih izvora kao
što su Kina i Gvajana. Očekuje se da će ta zaliha biti dostupna kako bi zadovoljio potražnju u
svijetu u idućem stoljeću.
Ležišta boksita, javljaju na svim kontinentima izuzev Antartiku. (Chang, L.Y.L. 2001.)
3

BOKSIT
Boksit je primarna sirovina za proizvodnju aluminijevih metala. Boksit je polimineralni
agregat sastavljen od aluminijskih hidroksida Al2O3.H2O, koji su poznati kao minerali dijaspor,
bemit i gibsit i od aluminijskog hidroksida Al2O3.3H2O, koji je poznat kao mineral hidrargilit. Ta
četiri minerala sabrala su se kao zemljasta nakupina u gustu masu, koja je negdje prilično čvrsta,
gotovo kao kamen, i sastavljaju boksit. U smjesi se mogu naći i silicijev dioksid, hematit,
aluminosilikati (argentit), ilitični materijali, kaolinit, haloazit te u manjoj mjeri rutila, atanasa i
kvarca. Boksit sadrži i primjese minerala željeza, silicija, titanija i drugih. ( Chang, L.Y.L. 2001.)
slika1. Kop „Podbraćan“ najveći površinski kop boksita u Europi (www.A.D. Boksit.com )
4

MINEROLOGIJA BOKSITA
Boksiti se javljaju u različitim bojama koje se kreću od svijetlo sive, roze ili žute do
tamno smeđe i tamno crvene. Boja je u velikoj mjeri određena vrstom, prema i veličini čestica
minerala željeza. Vrlo raspršeni getit teži da bude žut i smeđ, a tamne crvene tonove obično
vežemo s grubljim hematitom.
Boksit je porozan, fine zrnate teksture i kompaktan, ima nepravilan lom. Oolitske
teksture su česte (slika 2.), sa zaobljenim kamenim zrnima ugrađenim u glinastu masu, a može se
prostirati unutar cijelog ležišta.
Geološki stari boksiti su vrlo teški, njihova specifična težina iznosi i do 3,6 kg/dm³, dok su
mlađi boksiti s pretežno gibsitom mekani i imaju specifične težine oko 2,0 do 2,5. kg/dm³
(Chang, L.Y.L. 2001.)
Slika 2. Boksit iz Little Rock, Arkansas. Oolitska tekstura.
5

INDUSTRISKI PROCESI DOBIVANJA BOKSITA
Industrijski procesi koji se koriste za iskorištavanje boksita su relativno jednostavni u
usporedbi s drugim industrijskim mineralima, jer je većina rude boksita koja se eksploatira,
zadovoljavajuće kvalitete.
Proces se sastoji od niza standardnih postupaka: drobljenje, pranje, sušenje i mrvljenje da
bi se uklona glina i ostale nečistoće. Pranje se obično izvodi s četkama opremljenim s
vibracijskim pregradama, sušenje se obavlja u rotacijskim pećima. Brušenje se može obaviti
suhom ili mokrom stanju. Separacija teškim tekućinama se koristi za uklanjanje željeznih
minerala u lateritskim boksitima, a za sideritom bogatim rudama, uklanjanje FeCO3 postiže se
spiralnim magnetskim usmjerivačem visokog intenziteta magnetskog razdvajanja.
Bayer-ov proces je glavni industrijski proces za preradu boksita i proizvodnju alumina
(aluminij oksid). Boksit, najvažnija ruda aluminija, sadrži samo 30-54 % aluminij oksida (Al2O3,
glinica), ostatak čini smjesa silikata, raznih željeznih oksida i titan-dioksida. (wikipedija)
6

BAYEROV PROCES
Slika 3. Bayer-ov proces (wkipedija)
U Bayer-ovom procesu , boksit se drobi i melje te ispire s vrućom otopinom natrij hidroksid,
NaOH, na 175 ° C. Na taj način glinica se pretvara u rudi, natrijev-aluminat NaAl(OH)4, prema
kemijskoj reakciji:
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2NaAl(OH)4
Ostali dijelovi boksita se ne otapaju i nakon ispiranja se uklanjaju filtriranjem. Smjesa krutih
nečistoća se zove crveni mulj i predstavlja problem za odlaganje . Nakon toga se slabo alkalna
otopina hladi, a aluminijev se hidroksid taloži kao bijela, pahuljasto čvrsta tvar prema reakciji:
NaAl(OH)4 → Al(OH)3 + NaOH
Slijedi zagrijavanje na 980 ° C (kalciniranje), pri čemu se aluminijev hidroksid raspada na
aluminijev oksid, oslobađajući vodene pare u procesu:
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
Velik dio tako proizvedenog aluminijeva oksida naknadno otapamo u Hall-Héroult procesu kako
bi se proizveo aluminij. (wikipedija)
7

EKONOMSKA ISKORISTIVOST BOKSITA
S obzirom na kakvoću korištenog boksita, tijekom industrijskog procesa je potrebno 4-6 t
osušenog boksita kako bi se proizvele 2 t aluminijevog-oksida, što na kraju ispadne 1 t čistog
aluminija. Na svjetskom tržištu cijena se kreće od 0,01 $ za 0,45 kg boksita, 0,10 $ za 0,45 kg
aluminija i 0,75 $ za 045 kg aluminijevog metala. (Kogel, J.E., Trivedi, N.C., Barker, J.M.,
Krukowsk, S.T., 2006 )
Osim korištenje boksita za proizvodnju aluminija, boksit se koristi u metalurgiji i drugim
industrijama. Zbog male težine (posebice uspoređujući sa željezom), prirodne otpornosti na
koroziju, i fizikalnih svojstava pogodnih za kalupljenje aluminij ima široke primjene u:
• industriji pakiranja (aluminijska folija, limenke...),
• avioindustriji,
• brodogradnji,
• svemirskoj industriji (udio aluminija u svemirskim letjelicama je preko 80%),
• prijenosu električne struje (dalekovodi),
• automobilskoj industriji (motor i drugi dijelovi),
• informatičkoj industriji (prijenosnici, mobiteli...),
• građevinarstvu (instalacije, građevinski elementi...) itd. (wikipedija)
8

LEŽIŠTA BOKSITA
Ležišta boksita javljaju u iznimno različitim geološkim okolnostima i shodno tome,
mnoge klasifikacije su predložene od strane geologa da se opišu pojave boksita. Ležišta boksita
su klasificirana prema kemijskom sastavu, geološkom porijeklu, teksturi, topografskoj poziciji,
stijeni domaćinu i obliku pojavljivanja. Najčešća metoda klasifikacije ležišta je prema stijenama
podloge, pri čemu se boksiti dijele na karbonatne boksite i silikatne boksite (ili laterite). Drugi
način klasifikacije je temeljen na oblicima i pojavljivanju ležišta boksita.( Kogel, J.E., Trivedi,
N.C., Barker, J.M., Krukowsk, S.T., 2006)
REZIDUI ILI REZIDUALNI SEDIMENTI
Rezidui ili rezidualni sedimenti sadrže rezidualni kvarc i tinjce, silikatne mineralne male
topljivosti te nove minerale nastale pri kemijskom trošenju stijena, najčešće minerlae glina,
željezove okside i hidrokside te aluminijeve hidrokside
Među reziduima su lateritne stijene (lateriti i boksiti) i zemlja crvenica (terra rossa).
Lateritne stijene su produkti intenzivnog fizikalnog i kemijskog površinskog trošenja
alumosilikatih stiijena u uvijetima tropske klime. U osnovi se sastoje od željezovih oksida i
hidroksida, aluminijevih hidroksida, minerala glina (pretežno kaolinita) i kvarca. Ako su
prevladavajući sastojci lateritne stijene željezovi oksidi takva stijena se zove LATERIT.
BOKSIT je član grupe lateritnih stijena i kao prevladavajući sastojak sadrži aluminijeve
hidrokside (hidragilit, dijaspor i bemit). Boksiti koji nastaju na alumosilikatnoj podlozi zovu se
lateritni boksiti, a oni koji nastaju na karbonatnoj podlozi iz netopljiva alumosilikatnog ostatka ili
alumosilikatnih materijala nanešenih na karbonatnu podlogu zovu se krški boksiti.
Lateriti i boksiti se nazivaju željezovom odnosno aluminijevom rudom kada je
gospodarski opravdana ekstrakcija željeza, odnosno aluminija iz dotičnog laterita, odnosno
boksita. Kriteriji na temelju kojih se oni smatraju rudama ovise o stanju svjetske ekonomije i
razvoju tehnologije.
Zemlja crvenica ili Terra rossa sadrži kaolinit, tinjce i kvarc te manji udio hematita,
getita, plagioklasa, kalijeva feldspata i amorfne tvari. Crvena je, smeđastocrvena ili
žućkastocrvena, a nastaje na karbonatnoj podlozi, osobito na krškim terenima mediteranskog
područja. Materijal za tvorbu nanesen je ili vjetrom ili spiranjem te pomješan s tlom nastalim
trošenjem karbonatnih stijena. Zemlja crvenica je obradivo tlo.
(Vrkljan, 2001)
9

LEŽIŠTA BOKSITA U HRVATSKOJ
slika 5. Zemljovid ležišta i pojave aluminijevih ruda (Marković, 2002)
Ležišta i pojava aluminijeve rude boksita nalazilo se u većem dijelu Hrvatske u tolikom
broju da je s pravom nazvan našim ''nacionalnim mineralom''.(slika 5.) Boksitna rudišta nalaze se
u Kordunu i okolnim područjima, u Lici, Istri, Bukovici, Promini i Moseću, od Sinja do
Imotskog, a u novije vrijeme minerološki zanimljive pojave otkrivene su i u našim sjevernim
krajevima : Ravnoj gori, Papuku i Krndiji. Nije stoga neobično da je boksit istraživanviše negoli
ijedna druga ruda u Hrvatskoj. (Marković, 2002)
10

Boksiti naših ležišta postankom se dosta razlikuju, a to se održava u načinu njihova
pojavljivanja, veličini ležišta, mineralnom sastavu i kvaliteti.
Prema postanku ležišta se boksita i boksitičnih sedimenata u našim terenima mogu
pojednostavljeno svrstati u tri skupine:
a) Ležišta boksita, glinovitih boksita, boksitičkih glina i glina trijske starosti (Slunj, Lika),
potom jurska (Istra), pa i neogenska (Tounj, Peruča, Trilj) čine jednu takvu skupinu.
b) Boksite starijeg paleogena (Istra, otoci, Dalmacija) i one mlađepalogenske starosti
(Dalmacija) izdvaja se prema postanku kao posebnu skupinu i svrstava u boksite ''tip terra
rossa''.
c) Boksitička ležišta nastala mehaničkim putem- pretaloživanjem drugih ležišta . Najčešće
je riječ o beznačajnim nalazištima koja su slabo istražena, a poznatija od ostalih su ona
pronađena unutar Promina naslaga (Drniš, Studenci).
SJEVERNA HRVATSKA
U prostoru sjeverne Hrvatske boksitne su tvorevine zabilježene u Ravnoj gori, Papuku i
Krndiji. Redom su to manja nalazišta, zanimljiva samo kao geološke pojave.
KARLOVAC-SLUNJ
a) Trijaski boksiti
Glavna karakteristika ležišta da im u većini slučajeva starost nije moguće dokazati. Ležišta su
promjenjiva litološkog ssastava. Uglavnom se sastoje od glinovitog boksita s dosta proslojaka
hematitičnih ili boksitičnih glina, pa čak i proslojaka ugljena. Glinoviti boksiti trijaske starosti
nađeni su na nizu mjesta u Kordunu. Najpoznatija nalazišta nalaze se kraj Kokireva SI od
Vojnića, uz Koranu kod Veljuna i Blagaja, potom u Marindolskom brdu, te kod Obajdina,
Bročanca (slika 6.) i Furjana JI od Slunja.
slika 6. Ležište trijaskog boksita Bročanac (Marković, 2002)
11

) Gornjokredni boksiti
Opća odlika gornjokrednih boksita jest visoka kvaliteta, nizak sadržaj kaolinita i minerala
željaza. Gornjokredni boksiti utvrđeni su u dva odvojenja područja. Jedno se nalazi u međurječju
Kupe, Dobre i Mrežnice zapadno od Duge Rese, a drugo u Kordunu sjeverno od Veljuna.
slika 7. Gornjokredni boksiti područja Gazibare- Živkovići (Marković, 2002)
12

c) Neogenski boksiti
Često su crvene, smeđecrvene ili žućkastocrvene boja, vrlo mekani i lako se drobe.
Neogenski glinski boksiti nađeni su na četiri mjesa u području Mejašića i Rebrovića, te
jugoistočna od Tounja.(slika 8.)
slika 8. Neogenski boksiti JI od Tounja (Marković, 2002)
d) Pleistocenski boksiti
Pojavljuju se kao boksitične gline južno od Vukove Gorice, u okolici Bosanaca i Bosljeva.
Prema obliku su izolirana ili sekundarna tijela koja leže preko svih starijih, mezozojskih
sedimenata, otvorenih ovom području. Naslage boksitičnih glina talog su preostao nakon trošenja
stijena i bogate su silicijem i željezom.
LIKA
Boksitna ležišta nalaze se na granici srednjotrijaskih vapnenaca i transgresivno položenih
gornjotrijaskih klastičnih naslaga. Na području Like nalaze se ležišta : Veliki Skočaj, Grgin
brijeg, Vrace, Rudopolje, Kijani, Mazin, Labusi.
KNINSKO PODRUČJE
Nalazišta boksita i boksitičnih tvorevina u kninskom području nisu brojna niti su gospodarstveno
vrijedna.
13

DINARA-SVILAJA
U prostranstvima Dinare i Svilaje boksitna su u nalazištia vrlo rijetka. Orudnjenja se pojavljuju u
nekoliko stratigrafskih horizonata, a nalazišta su redom bez gospodarstvene vrijednosti.
a) Trijaske boksitične stijene u JI padnama Svilaje, sjeverno od Sutine pojave samo
boksitično-željeznih breča.
b) Donjokredni boksiti otkriveni su sjeverno od Kijeva, potom na SI padinama Kozjaka,
te u Crvenim gredama i oko Velikog i Malog Lupoglava na Dinari.
Boksiti na granici donje i gornje krede. Manje pojave boksita nađene su na južnoj strani Debelog
brda na Dinari, sjeverno od Ogorja na Svilaji i SZ od Zelova.
ISTRA
Istra je osim prema ugljenu i kamenu poznata i kao značajno boksitno područje Republike
Hrvatske. Otkriveno je da se u Istri otkopavao i upotrebljavao boksit i prije 1821., kada je ruda
otkrivena i opisana. Boksiti se u Istri pojavljuju u dva stratigrafska horizonta: sjeverno i južno od
Limskog kanala te na području od Umaga do Oprtlja i dalje preko Pazina do Labina i Barbata, u
području Učke i SI od Pule.
OTOCI
Ležišta boksita ima na više otoka, od poznatijih to su Cres, Krk, Pag Rab, Goli otok, Brač, Hvar,
Murtrer, Pašman.
VINJERAC-OBROVAC-EVENIK-RADUČIĆ
U širem području Obrovca i Everika boksit se nalazi u tri horizonta.
a) Kredno-palegenski boksiti (područje Vinjerca i Ždrila, te u sinklinalama Dragonjska
glava- Subotić groblje JZ od Erverika)
Ležišta najčešće imaju oblik leća, ljevkastih tijela, uglavnom otkrivena ili imaju tanak pokrivač
paleogenskih slojeva.
b) Srednjoeocenski boksiti (područje istočno od Ervenika)
Ležišta su malih dimenzija i sadrže nekoliko desetaka tisuća tona rude.
c) Gornjoeocenski boksiti (u okolici Obrovca i Ervenika, a u manjem broju pronađena su
kraj JZ od Novigrada)
Sva ležišta spadaju u grupu velikih. Mnoga su dugačka i do nekoliko stotina metara.
14

STUDENCI-IMOTSKI
Ležišta i pojave boksita u području Studenca i Imotskoga vezani su za nekoliko sinklinala i
antiklinala. Boksitno orudnjenje se nalazi u dva stratigrafska horizonta: jednom krednopaleogenskih
i drugom mlađepaleogenskih boksita, ili dvama nizovima boksitnih ležišta iste
starosti.
a) Kredno-paleogenski boksiti
Najčeće je riječ o manjim ležištima i pojavama, s izdancima duljina od nekoliko metara do
nekoliko desetaka metara i s debljinom boksita u prosjeku do 3 metra.
b) Srednjoeocenski boksiti
Boksit se nalazi u okršenu reljefu, ispunjavajući udubljenja u obliku lećastih, džepolikih rudnih
tijela. Duljina izdanaka nije veća od 30 metara, a srednja deljina ležišta iznosi 3-6 metara.
VRGORAC-METKOVIĆ
U široj okolici Vrgorca i Metkovića razvijene su pojave boksitnog orudnjenja duž kontakata
senonskih vapnenaca i paleogenskih vapnenaca. Najveća boksitna nalazišta u vrgoračkome kraju
pronađena su JI od Plane, gdje su zabilježene četri pojave od kojih najveća ima površinu 2.290
m 2 , a najmanja 40 m 2 .
15

ZAKLJUČAK
Boksit kao ruda veoma je važan za čovječanstvo. Boksit je glavna sirovina za
proizvodnju aluminija, koji je neophodan za mnoge industrije i proizvode, bez kojih bi današnji
život na Zemlji bio nezamisliv.
Iako postoje značajni resursi boksita u svijetu, rude boksita pogodne za uporabu
specijaliziranih segmenata tržišta su, tijekom vremena, ograničene na nekoliko glavnih izvora
kao što su Kina i Gvajana. Očekuje se da će ta zaliha biti dostupna kako bi zadovoljio potražnju
u svijetu u idućem stoljeću.
Pretpostavljeno je da će osnovni troškovi sirovina ostati odlučujući faktor kontrole
gospodarske konkurentnosti proizvoda na bazi boksitom u raznolikim i iznimno konkurentnom
industrijskom sektoru minerala na međunarodnom tržištu. (Kogel, J.E., Trivedi, N.C., Barker,
J.M., Krukowsk, S.T., 2006)
16

LITERATURA
Chang, L.Y.L. 2001. Industrial mineralogy: Materials, Processes, and Uses. Prentice Hall; 1
edition, pp. 472
Kogel, J.E., Trivedi, N.C., Barker, J.M., Krukowsk, S.T., 2006. Industrial Minerals & Rocks:
Commodities, Markets, and Uses. Society for Mininig, Metallurgy and Exploration (SME), pp.
1548.
Marković, S. 1998. Hrvatske mineralne sirovine. Institut za geološka istraživanja, Zagreb, pp.
544
Vrkljan, M. 2001. Mineralogija i Petrologoja osnove i primjena. Rudarsko-Geološko-Naftni
fakultet, Zagreb, pp. 207.
www.wikipedija.org
17