バイエルのプロセスとは何ですか？

バイエルプロセスは、ボーキサイトがアルミナ、または酸化アルミニウムに精製される産業プロセスです。 19世紀後半に開発したカールバイエルにちなんで名付けられたこのプロセスは、アルミニウム金属の生産において重要な中間ステップです。 アルミナは、自然に発生するアルミニウム鉱石であるボーキサイトからの一連の制御された化学反応を通じて生成されます。 バイエルのプロセスには、抽出、降水量、および焼成という3つの主要なステップが関係しています。

ボーキサイトには、アルミニウムを含むミネラルボーマイト、ギブサイト、およびダイアスポールが含まれています。 これらのミネラルとアルミナを抽出するには、ボーキサイトは小さな粒子に粉砕され、苛性液体である水酸化ナトリウムに溶解する必要があります。 この消化プロセス中に蒸気と圧力が適用されます。鉱物のアルミナは水酸化ナトリウムと反応し、アルミン酸ナトリウムを形成します。

酸化鉄やケイ酸塩などのボーキサイトの一部の成分は、消化中に溶解しません。 これらの物質CRE沈降と呼ばれるプロセスを通じて、アルミナ含有液からろ過された赤い泥のスラリーを食べました。 赤い泥を洗浄して、元の水酸化ナトリウムをリサイクルし、最終的に保持池に保存されます。 リサイクルすることはできず、処分して保管するのが非常に難しいため、赤泥はバイエルプロセスを使用した生産施設の廃棄物の問題です。

降水量は、抽出後の次のステップです。 水酸化アルミニウムは、冷却されるとアルミナ混合物から沈殿します。 アルミナの「種子」の周りにアルミナ結晶を形成することにより、この結晶状態に固まります。これは、結晶の成長を促進するために加工タンクに懸濁されている粒子です。 粗いアルミナ結晶は次のステップのために除去されますが、より小さく、より細かい穀物は降水反応の種子として再利用されます。

バイエルプロセスの最後のステップは焼成です。 沈殿前のステップからのE混合物は、約1,922°F（1,050°C）の温度に加熱されます。 これにより、水酸化アルミニウムが水蒸気中の水分を放出し、最終製品であるアルミナに化学的に分解します。 理想的には、生成されたアルミナの粒子は小さくて細かく、ほぼ砂粒のサイズです。

バイエルプロセスから生成されたアルミナを使用して、世界のアルミニウムのほとんどすべてが生産されています。 アルミナがボーキサイトから浄化された後、それはアルミニウム金属に精錬されます。 アルミニウムの使用は、消費者の包装から自動車部品、塗料、化粧品、さらには医薬品に至るまで、広大で多様です。新しいアルミナは過去ほど頻繁に生産されていないため、アルミニウムのリサイクルの増加は赤泥廃棄物の問題を軽減するのに役立ちました。