Vad är Bayer-processen?

Bayer-processen är en industriell process genom vilken bauxit renas till aluminiumoxid eller aluminiumoxid. Uppkallad för Karl Bayer, som utvecklade den i slutet av 1800-talet, är denna process ett viktigt mellansteg i produktionen av aluminiummetall. Alumina produceras genom en serie kontrollerade kemiska reaktioner från bauxit, en naturligt förekommande aluminiummalm. Tre viktiga steg är involverade i Bayer-processen: extraktion, nederbörd och kalcinering.

Bauxit innehåller de aluminiumbärande mineralerna boehmit, gibbsite och diaspore. För att utvinna dessa mineraler och aluminiumoxid i dem måste bauxiten malas upp i små partiklar och löses i natriumhydroxid, en kaustisk vätska. Ånga och tryck appliceras under denna matsmältningsprocess. Aluminiumoxid i mineralerna reagerar med natriumhydroxid och bildar natriumaluminat.

Vissa komponenter av bauxit, som järnoxider och silikater, löses inte upp under matsmältningen. Dessa ämnen skapar en uppslamning av röd lera, som avfiltreras från den aluminiumoxidhaltiga vätskan genom en process som kallas sedimentering. Röd lera tvättas för att återvinna den ursprungliga natriumhydroxiden och förvaras så småningom i dammar. Eftersom det inte kan återvinnas och är extremt svårt att kassera och lagra, är röd lera en avfallsproblem för produktionsanläggningar som använder Bayer-processen.

Utfällning är nästa steg efter extraktion. Aluminiumhydroxid fälls ut ur aluminiumoxidblandningen när den kyls. Det stelnar till detta kristalltillstånd genom att bilda aluminiumoxidkristaller runt "frön" av aluminiumoxid, partiklar som har hängts upp i behandlingstankarna för att främja kristalltillväxt. De grova aluminiumoxidkristallerna avlägsnas för nästa steg, medan de mindre, finare kornen återanvänds som frön för utfällningsreaktionen.

Det sista steget i Bayer-processen är kalcinering. Fällningsblandningen från föregående steg upphettas till en temperatur av cirka 1 922 ° F (1 050 ° C). Detta får aluminiumhydroxiden att avge fukt i vattenånga och sönderdelas kemiskt till aluminiumoxid, den slutliga produkten. Helst kommer de producerade aluminiumpartiklarna att vara små och fina, ungefär lika stora som sandkorn.

Nästan all världens aluminium produceras med aluminiumoxid genererad från Bayer-processen. Efter att aluminiumoxiden har renats från bauxit smälts den till aluminiummetall. Användningarna av aluminium är stora och varierande, allt från konsumentförpackningar till bildelar, färger, kosmetika och till och med läkemedel. Den ökade återvinningen av aluminium har hjälpt till att lindra problemet med rött leraavfall, eftersom ny aluminiumoxid inte produceras så ofta som tidigare.