น้ำหนักจำเพาะของแร่อะลูมิเนียม: ความหนาแน่นและน้ำหนัก 1 ม³
อะลูมิเนียมเป็นหนึ่งในโลหะที่พบมากที่สุดบนโลก แต่ไม่พบในรูปบริสุทธิ์ อะตอม Al ที่ทำปฏิกิริยาเคมีได้ง่ายจะก่อสารประกอบจำนวนมากกับสารอื่น แร่ที่มีอะลูมิเนียมเป็นองค์ประกอบมีปริมาณมากเป็นอันดับสามในเปลือกโลก
ในพื้นที่อดีตสหภาพโซเวียต บอกไซต์ถือเป็นแร่ที่เหมาะสมที่สุดและมีการทำเหมืองแพร่หลาย การสกัดอะลูมิเนียมจากวัตถุดิบธรรมชาติเป็นกระบวนการซับซ้อนที่ใช้พลังงานไฟฟ้าสูง
องค์ประกอบและน้ำหนักของแร่อะลูมิเนียม
บอกไซต์เป็นหินที่มีองค์ประกอบค่อนข้างซับซ้อน ประกอบด้วยสารประกอบอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ออกไซด์ ซิลิเกตและไฮดรอกไซด์ของ Fe สารประกอบไทเทเนียม ซิลิคอน และธาตุอื่น ๆ นอกจากนี้แร่อะลูมิเนียมบอกไซต์ยังอาจมีแคลเซียมกับแมกนีเซียมคาร์บอเนต สารประกอบโซเดียมและโพแทสเซียมในปริมาณเล็กน้อย รวมถึงวาเนเดียม โครเมียม และสารอื่นบางชนิด และอาจพบอนุภาคไพไรต์ด้วย
-
องค์ประกอบทางเคมีของบอกไซต์แตกต่างกันในช่วงกว้าง ขึ้นอยู่กับรูปแบบแร่ของ Al ไฮดรอกไซด์และสิ่งเจือปน สารหลักที่ก่อเป็นแร่คืออะลูมินา (Al 2 O 3) ซึ่งใช้สกัดโลหะอะลูมิเนียม องค์ประกอบหลักอันดับสองคือเหล็กออกไซด์ (Fe 2 O 3) บอกไซต์เชิงอุตสาหกรรมต้องมีอะลูมินามากกว่า 30% จึงจะคุ้มค่าทางเศรษฐกิจในการทำเหมือง
-
บอกไซต์มีลักษณะเป็นหินคล้ายดินหรือหินแข็ง โครงสร้างของแร่อะลูมิเนียมหลากหลายมาก ตั้งแต่เนื้อแน่นคล้ายดิน เนื้อหิน เนื้อพรุน ไปจนถึงชนิดที่มีเม็ดกลมแทรก สีของบอกไซต์ก็หลากหลายเช่นเดียวกับรูปแบบ ตั้งแต่สีขาวไปจนถึงแดงเข้มหรือน้ำตาลอิฐ และยังพบหินสีเทาอมเขียว เกือบดำ เหลือง หรือลายด่างที่มีเม็ดสีน้ำเงินหรือแดงอมม่วง
-
น้ำหนักจำเพาะหรือความหนาแน่นของแร่อะลูมิเนียม (บอกไซต์) มีตั้งแต่ 1,2 กรัม/ซม.³ สำหรับชนิดที่มีซิลิกาและ Fe ต่ำ ไปจนถึง 2,5 – 3,3 กรัม/ซม.³ สำหรับบอกไซต์เนื้อหินหนัก เนื้อแน่น และมีเหล็กสูง
-
ความแข็งของบอกไซต์อยู่ที่ 2–7
-
ลักษณะเด่นที่ช่วยระบุว่าหินคล้ายดินเป็นแร่อะลูมิเนียมคือ เมื่อผสมกับน้ำ บอกไซต์ชนิดคล้ายดินจะไม่ก่อเป็นมวลพลาสติก
ตารางน้ำหนักจำเพาะและความหนาแน่นของแร่อะลูมิเนียม
| ชื่อ | ความแข็งตามมาตราโมส์ | ความหนาแน่น (กรัม/ซม.³) | น้ำหนักแร่อะลูมิเนียม 1 ม³ (กก.) | น้ำหนักแร่อะลูมิเนียมหนึ่งลูกบาศก์เมตร (ตัน) |
|---|---|---|---|---|
| แร่อะลูมิเนียม | 2–7 | 1,2 – 3,3 | 1200–3300 | 1,2–3,3 |
แหล่งสำรองบอกไซต์ที่ใหญ่ที่สุดกระจุกตัวอยู่ในกินี โดยการประเมินของ USGS ปี 2026 ระบุว่ามีประมาณ 7,4 พันล้านตัน จากแหล่งสำรองทั่วโลกราว 29 พันล้านตัน ออสเตรเลีย เวียดนาม อินโดนีเซีย บราซิล จาเมกา และประเทศอื่น ๆ ก็มีแหล่งสำรองขนาดใหญ่ บางแหล่งอยู่เกือบถึงผิวดิน จึงทำเหมืองแบบเปิดและขนวัตถุดิบไปแปรรูป ส่วนในบางพื้นที่แร่อยู่ลึกกว่าและอาจทำเหมืองใต้ดิน
อะลูมินาเป็นสารผงร่วนที่สกัดจากบอกไซต์คุณภาพสูงซึ่งมีซิลิกาต่ำด้วยกระบวนการไบเออร์ แต่ขั้นตอนการผลิตอะลูมิเนียมต่อจากนั้นต้องใช้สารอีกชนิดคือไครโอไลต์ แหล่งไครโอไลต์ธรรมชาติทั่วโลกมีน้อยมาก โลหการสมัยใหม่จึงใช้ไครโอไลต์สังเคราะห์ ซึ่งผลิตจากปฏิกิริยาระหว่างกรดไฮโดรฟลูออริก อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ และโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโซดาไฟ
กระบวนการผลิตอะลูมิเนียมประกอบด้วยสามขั้นตอนหลัก:
-
ทำเหมืองแร่อะลูมิเนียม
-
แปรรูปหินเป็นอะลูมินา (Al ออกไซด์)
-
ผลิตโลหะอะลูมิเนียมด้วยกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส
แร่อะลูมิเนียมที่ต้องใช้เพื่อผลิตอะลูมิเนียมหนึ่งตันมีน้ำหนักถึง 4 – 5 ตัน และได้อะลูมินาประมาณ 2 ตัน
คำถามที่พบบ่อย
แร่อะลูมิเนียม 1 ม³ หนักเท่าไร?
บทความนี้ระบุช่วงค่าโดยประมาณของบอกไซต์ไว้ที่ 1200-3300 กก./ม³ ค่าจริงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ ความพรุน ความชื้น และปริมาณสิ่งเจือปนที่มีเหล็ก
เหตุใดความหนาแน่นของบอกไซต์จึงแตกต่างกันมาก?
บอกไซต์มีทั้งชนิดคล้ายดิน ชนิดพรุน ชนิดเนื้อแน่น และชนิดที่มีเหล็ก องค์ประกอบแร่และโครงสร้างที่ต่างกันจึงทำให้ความหนาแน่นมีช่วงกว้าง
ต้องใช้แร่เท่าไรเพื่อผลิตอะลูมิเนียม 1 ตัน?
บทความนี้ใช้ค่าอ้างอิงแร่อะลูมิเนียม 4-5 ตันต่ออะลูมิเนียม 1 ตัน ค่าจริงขึ้นอยู่กับคุณภาพของบอกไซต์และเทคโนโลยีการแปรรูป