Características del Aluminio

Aluminio, un metal plateado blando con el símbolo químico Al. El aluminio es un metal ligero, maleable y dúctil. No es magnético, tiene una baja densidad y es altamente conductor. El aluminio también es muy duradero y altamente resistente a la corrosión. Debido a que el aluminio puro es relativamente reactivo, no se produce naturalmente como un metal puro, sino que está unido con oxígeno y otros elementos en minerales y rocas como la bauxita, que es su mineral primario (Tabla 1).

Nombre del mineral	Fórmula química	Gravedad específica	Al%
Boehmita	BAlO(OH)	3.04 gm / cc	44 . 98
Diaspore	AlO(OH)	3.38 gm / cc	44 . 98
Gibbsita	Al(OH)3	2.35 gm / cc	34 . 59
Cupalita	(Cu,Zn)Al	5.19 gm / cc	29 . 74
Steinhardtite	Al0.38Ni0.32Fe0.3	5.52 gm / cc	30 . 00

Tabla 1: Minerales que contienen el elemento Aluminio

Usos del aluminio

El aluminio se considera un "mineral crítico" en las aplicaciones metalúrgicas domésticas que sirven a las tecnologías aeroespaciales, de defensa, energéticas y de transporte (Fortier y otros, 2018). El aluminio, como alumbre, ha sido utilizado por los humanos desde al menos la antigua civilización griega. Los científicos no pudieron aislarlo como elemento hasta 1824. El aluminio es un material extremadamente útil. Tiene aplicaciones en todos los sectores de la economía. Muchos artículos para el hogar se producen con aluminio, incluido el papel de aluminio, las latas de embalaje de alimentos y bebidas y los utensilios de cocina. El aluminio también se utiliza para construir marcos de ventanas, puertas, techos y revestimientos. La baja densidad del aluminio lo hace deseable en la industria del transporte para bicicletas, automóviles y aviones. Es fundamental para la industria aeroespacial. El aluminio también se utiliza para la electrónica y la tecnología.

Geología del aluminio

El aluminio se obtiene principalmente de la bauxita de roca. La bauxita está compuesta por minerales de hidróxido de aluminio como gibbsita, boehmita y diáspora. La bauxita se forma en áreas de meteorización intensa de rocas que contienen aluminio, como rocas ígneas o metamórficas que son ricas en feldespato. Las rocas carbonatadas también son fuentes comunes de aluminio. A medida que estas rocas se desgastan, forman una arcilla residual en la que los minerales originales se descomponen, erosionan o se alteran químicamente. Como elemento altamente insoluble, el aluminio puede permanecer para formar minerales que contienen aluminio. A medida que estos minerales se desarrollan, pueden formar pisolitas concrecionales dentro de la roca de bauxita.

Sistema Mineral	Tipo de depósito	Provincias Geológicas
Meteorización química	Bauxita / caolinita	Valley and Ridge (Condado de Augusta)

Tabla 2: Sistemas minerales de aluminio prospectivos, tipos de depósitos (Hofstra y Kreiner, 2020) y provincias geológicas en Virginia

El aluminio en la industria

El elemento aluminio es bastante común en la corteza terrestre y se distribuye globalmente. Aunque es común, el aluminio se considera un producto crítico debido a su extrema utilidad e insustituibilidad. Estados Unidos no mantiene un suministro de aluminio en la Reservación de Defensa Nacional y depende en un 61 por ciento de las importaciones. Estados Unidos importa bauxita de Canadá, Rusia y muchos otros países. El aluminio se produce a partir de la bauxita importada en varias fundiciones de aluminio en los Estados Unidos (incluidas Carolina del Sur, Nueva York, Kentucky, Arkansas e Indiana). También se recicla una cantidad sustancial de aluminio en tales fundiciones. Las preocupaciones relacionadas con la minería de aluminio incluyen la liberación de aluminio en el aire, que se deposita en los sistemas de agua y lo hace tóxico para los organismos que habitan en el agua. El aluminio también puede interrumpir el crecimiento de las plantas en suelos ácidos. El proceso de fundición de aluminio libera gases de efecto invernadero nocivos.

Existen pequeños depósitos de bauxita en Virginia. Aunque la mayoría de los depósitos de Virginia son demasiado pequeños para el desarrollo económico, varias minas estuvieron históricamente en producción en el Valle y la Cordillera. El aluminio de estas áreas se obtiene principalmente del mineral gibbsita y se asocia con la caolinita. La bauxita se encuentra con caolín en bolsas rodeadas de una arcilla residual (Warren et al., 1965). La minería de bauxita comenzó en 1915 y continuó de manera intermitente hasta 1946 cuando la importación de bauxita aumentó y la demanda disminuyó (Warren y otros, 1965).

Condado de Augusta

Existen varios sitios de minería de aluminio en el condado de Augusta. Las tres minas más importantes, la mina Lightner, la mina Allen y la mina Harris, se construyeron dentro del distrito de Spottswood. Este tramo de 10millas de área al sur de Staunton, ha producido la mayor cantidad de aluminio en Virginia. La bauxita fue descubierta en esta área en 1930. Extraído intermitentemente de 1940-1946, aproximadamente 30 mil toneladas largas de 49-59 por ciento de óxido de aluminio de ley (Al₂O₃) provenían de estas minas durante su operación, principalmente durante 1942-1943 (Warren y otros, 1965).

La mina Lightner, cerca de la ciudad de Spottswood, se inauguró en 1940. Subyacente por la piedra caliza de las formaciones Conococheague y Stonehenge, la bauxita y el caolín se han formado dentro del residuo. Se excavó un pozo 10de40 pies de profundidad y 200 pies de largo en el cuerpo de mineral rico en caolín y bauxita para exponer mineral de hasta 57.5 por ciento de óxido de aluminio (Al₂O₃).

Aproximadamente a 4 millas al noreste, se inauguró la mina Allen en 1941. Se excavó un pozo de al menos 50 pies de profundidad y 120 pies de largo para acceder al cuerpo de mineral dentro del residuo sobre la dolomita de Beekmantown. El mineral obtenido de este lugar contenía 59.2 por ciento óxido de aluminio. La mina Allen funcionó de manera intermitente hasta 1946 (Warren y otros, 1965).

La mina Harris, justo al sureste de la mina Allen, se inauguró en 1942. Se excavó un pozo circular de 50pies de diámetro y 15 pies de profundidad y luego se extendió a medida que la minería continuaba a través de 19421943 y nuevamente desde 1945hasta1946. El mineral de ley promedio de la mina Harris se midió en 58.0 por ciento de óxido de aluminio (Warren y otros, 1965).

Otras minas en el condado de Augusta incluyen la mina Cold Spring, también conocida como la mina Chalk. En esta área, el hierro y el caolín fueron los principales productos o intereses durante las primeras operaciones a finales de la década 1800(Upchurch, 1998). Para 1912, se excavaron dos grandes pozos de prueba al suroeste del sitio original de minería de hierro en el residuo arcilloso procedente de la dolomita subyacente de Tomstown y la cuarcita Antietem. La bauxita se identificó en este sitio en 1926, y posteriormente se analizaron muestras que contenían entre 29.8 - 39 por ciento de óxido de aluminio (Sweet, 1995). La mina funcionó hasta 1951, aunque se extrajo menos de un vagón de bauxita (Warren y otros, 1965).

También se han descubierto pequeñas cantidades de bauxita justo al sur de la mina Cold Spring en la mina Mine Bank (también conocida como la antigua mina Pulaski). Aquí, el manganeso era el producto de interés, aunque se descubrió bauxita dentro del residuo de arcilla que recubría la cuarcita de Antietam (Knechtel, 1943).

Condado de Botetourt

Al noreste de Roanoke, se construyeron las minas de Houston tras el descubrimiento de manganeso. Se excavaron dos grandes cortes abiertos en el residuo arcilloso sobre la dolomita sombría. La bauxita también se identificó aquí en 1915, lo que lo convierte en el primer depósito de bauxita descubierto en Virginia (Warren y otros, 1965; Stose y otros, 1919). Grandes masas de bauxita (hasta 40 libras) fueron observadas por Stose y otros (1919) con cavidades llenas de gibbsita. En total, 8 vagones cargados de bauxita fueron retirados de las minas de Houston durante 1915 (Stose y otros, 1919).