Co to jest proces Bayera?
Proces Bayera jest procesem przemysłowym, w którym boksyt jest oczyszczany do tlenku glinu lub tlenku glinu. Nazwany na cześć Karla Bayera, który opracował go pod koniec XIX wieku, proces ten jest niezbędnym etapem pośrednim w produkcji aluminium. Tlenek glinu powstaje w wyniku szeregu kontrolowanych reakcji chemicznych z boksytu, naturalnie występującej rudy aluminium. Proces Bayera obejmuje trzy główne etapy: ekstrakcję, wytrącanie i kalcynację.
Boksyt zawiera minerały zawierające aluminium, boehmit, gibsyt i diasporę. Aby wydobyć te minerały i tlenek glinu, boksyt musi zostać zmielony na małe cząstki i rozpuszczony w wodorotlenku sodu, żrącym płynie. Podczas tego procesu trawienia stosuje się parę i ciśnienie. Tlenek glinu w minerałach reaguje z wodorotlenkiem sodu, tworząc glinian sodu.
Niektóre składniki boksytu, takie jak tlenki żelaza i krzemiany, nie rozpuszczają się podczas trawienia. Substancje te tworzą zawiesinę czerwonego błota, który jest odsączany z cieczy zawierającej tlenek glinu w procesie zwanym osadnikiem. Czerwone błoto jest myte w celu recyklingu pierwotnego wodorotlenku sodu i ostatecznie jest przechowywane w stawach. Ponieważ nie można go poddać recyklingowi, a jego utylizacja i przechowywanie jest niezwykle trudne, czerwony szlam stanowi problem odpadów w zakładach produkcyjnych stosujących proces Bayera.
Opad jest kolejnym krokiem po ekstrakcji. Podczas schładzania wodorotlenek glinu wytrąca się z mieszaniny tlenku glinu. Krzepnie do tego stanu krystalicznego, tworząc kryształy tlenku glinu wokół „ziaren” tlenku glinu, cząstek zawieszonych w zbiornikach przetwórczych w celu przyspieszenia wzrostu kryształów. Grubsze kryształy tlenku glinu usuwa się w następnym etapie, a mniejsze, drobniejsze ziarna stosuje się ponownie jako nasiona do reakcji strącania.
Ostatnim etapem procesu Bayera jest kalcynacja. Mieszaninę osadów z poprzedniego etapu ogrzewa się do temperatury około 922 ° F (1050 ° C). Powoduje to, że wodorotlenek glinu oddaje wilgoć z pary wodnej i rozkłada się chemicznie na tlenek glinu, produkt końcowy. Idealnie, cząsteczki wytwarzanego tlenku glinu będą małe i drobne, mniej więcej wielkości ziaren piasku.
Prawie całe aluminium na świecie jest wytwarzane przy użyciu tlenku glinu wytwarzanego w procesie Bayera. Po oczyszczeniu tlenku glinu z boksytu przetapia się go w aluminium. Zastosowania aluminium są ogromne i różnorodne, od opakowań konsumenckich po części samochodowe, farby, kosmetyki, a nawet farmaceutyki. Zwiększony recykling aluminium pomógł złagodzić problem odpadów z czerwonego szlamu, ponieważ nowy tlenek glinu nie jest produkowany tak często jak w przeszłości.