Proses Bayer adalah proses industri dimana bauksit dimurnikan menjadi alumina, atau aluminium oksida. Dinamakan untuk Karl Bayer, yang mengembangkannya pada akhir abad ke-19, proses ini merupakan langkah perantara yang penting dalam produksi logam aluminium. Alumina diproduksi melalui serangkaian reaksi kimia terkontrol dari bauksit, bijih aluminium yang terbentuk secara alami. Tiga langkah utama yang terlibat dalam proses Bayer: ekstraksi, pengendapan, dan kalsinasi.
Bauksit mengandung mineral pembawa aluminium boehmite, gibbsite, dan diaspore. Untuk mengekstrak mineral ini dan alumina di dalamnya, bauksit harus digiling menjadi partikel kecil dan dilarutkan dalam natrium hidroksida, cairan kaustik. Uap dan tekanan diterapkan selama proses pencernaan ini. Alumina dalam mineral bereaksi dengan natrium hidroksida, membentuk natrium aluminat.
Beberapa komponen bauksit, seperti oksida besi dan silikat, tidak larut selama proses pencernaan. Zat-zat ini membuat bubur lumpur merah, yang disaring dari cairan yang mengandung alumina melalui proses yang disebut pengendapan. Lumpur merah dicuci untuk mendaur ulang natrium hidroksida asli, dan akhirnya disimpan di kolam penampungan. Karena tidak dapat didaur ulang dan sangat sulit untuk dibuang dan disimpan, lumpur merah merupakan masalah limbah untuk fasilitas produksi yang menggunakan proses Bayer.
Pengendapan adalah langkah selanjutnya setelah ekstraksi. Aluminium hidroksida mengendap dari campuran alumina saat didinginkan. Ini memadat menjadi keadaan kristal ini dengan membentuk kristal alumina di sekitar “biji” alumina, partikel yang telah tersuspensi dalam tangki pemrosesan untuk mendorong pertumbuhan kristal. Kristal alumina yang lebih kasar dihilangkan untuk langkah berikutnya, sedangkan butiran yang lebih kecil dan lebih halus digunakan kembali sebagai benih untuk reaksi pengendapan.
Langkah terakhir dalam proses Bayer adalah kalsinasi. Campuran endapan dari langkah sebelumnya dipanaskan sampai suhu sekitar 1,922°F (1,050°C). Hal ini menyebabkan aluminium hidroksida mengeluarkan uap air dan terurai secara kimia menjadi alumina, produk akhir. Idealnya, partikel alumina yang dihasilkan berukuran kecil dan halus, kira-kira sebesar butiran pasir.
Hampir semua aluminium dunia diproduksi menggunakan alumina yang dihasilkan dari proses Bayer. Setelah alumina dimurnikan dari bauksit, alumina dilebur menjadi logam aluminium. Penggunaan aluminium sangat luas dan beragam, mulai dari kemasan konsumen hingga suku cadang mobil, cat, kosmetik, dan bahkan obat-obatan. Meningkatnya daur ulang aluminium telah membantu meringankan masalah limbah lumpur merah, karena alumina baru tidak diproduksi sesering sebelumnya.