Wat is het Bayer-proces?

Het Bayer-proces is een industrieel proces waarbij bauxiet wordt gezuiverd tot aluminiumoxide of aluminiumoxide. Vernoemd naar Karl Bayer, die het eind 19e eeuw ontwikkelde, is dit proces een essentiële tussenstap in de productie van aluminiummetaal. Alumina wordt geproduceerd door een reeks gecontroleerde chemische reacties van bauxiet, een natuurlijk voorkomend aluminiumerts. Drie belangrijke stappen zijn betrokken bij het Bayer-proces: extractie, neerslag en calcinering.

Bauxiet bevat de aluminiumhoudende mineralen boehmiet, gibbsite en diaspore. Om deze mineralen en het aluminiumoxide erin te extraheren, moet het bauxiet worden vermalen tot kleine deeltjes en worden opgelost in natriumhydroxide, een bijtende vloeistof. Stoom en druk worden tijdens dit verteringsproces toegepast. Aluminiumoxide in de mineralen reageert met natriumhydroxide en vormt natriumaluminaat.

Sommige componenten van bauxiet, zoals ijzeroxiden en silicaten, lossen niet op tijdens de spijsvertering. Deze stoffen vormen een slurry van rode modder, die wordt afgefiltreerd uit de aluminiumoxide-bevattende vloeistof via een proces dat bezinking wordt genoemd. Rode modder wordt gewassen om het oorspronkelijke natriumhydroxide te recyclen en wordt uiteindelijk opgeslagen in opslagvijvers. Omdat het niet kan worden gerecycled en het uiterst moeilijk is om het weg te gooien en op te slaan, is rode modder een afvalprobleem voor productiefaciliteiten die het Bayer-proces gebruiken.

Neerslag is de volgende stap na extractie. Aluminiumhydroxide slaat uit het aluminiumoxidemengsel neer terwijl het wordt afgekoeld. Het stolt in deze kristalstaat door aluminiumoxidekristallen te vormen rond "zaden" van aluminiumoxide, deeltjes die in de verwerkingstanks zijn gesuspendeerd om de kristalgroei te bevorderen. De grovere aluminiumoxidekristallen worden verwijderd voor de volgende stap, terwijl de kleinere, fijnere korrels worden hergebruikt als zaden voor de neerslagreactie.

De laatste stap in het Bayer-proces is calcineren. Het neerslagmengsel van de vorige stap wordt verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 1.922 ° F (1.050 ° C). Dit veroorzaakt dat het aluminiumhydroxide vocht afgeeft in waterdamp en chemisch uiteenvalt in aluminiumoxide, het eindproduct. In het ideale geval zijn de geproduceerde deeltjes aluminiumoxide klein en fijn, ongeveer de grootte van zandkorrels.

Bijna al het aluminium in de wereld wordt geproduceerd met behulp van aluminiumoxide dat is gegenereerd uit het Bayer-proces. Nadat het aluminiumoxide is gezuiverd van bauxiet, wordt het gesmolten tot aluminiummetaal. Het gebruik van aluminium is enorm en gevarieerd, variërend van consumentenverpakkingen tot auto-onderdelen, verf, cosmetica en zelfs farmaceutische producten. De toegenomen recycling van aluminium heeft geholpen om het probleem van rode modderafval te verlichten, omdat nieuw aluminiumoxide niet zo vaak wordt geproduceerd als in het verleden.