Bayer-processen är en industriell process genom vilken bauxit renas till aluminiumoxid eller aluminiumoxid. Uppkallad efter Karl Bayer, som utvecklade den i slutet av 19-talet, är denna process ett viktigt mellansteg i produktionen av aluminiummetall. Aluminiumoxid produceras genom en serie kontrollerade kemiska reaktioner från bauxit, en naturligt förekommande aluminiummalm. Tre huvudsteg är involverade i Bayerprocessen: extraktion, utfällning och kalcinering.
Bauxit innehåller de aluminiumhaltiga mineralerna böhmit, gibbsit och diaspore. För att extrahera dessa mineral och aluminiumoxiden i dem måste bauxiten malas upp till små partiklar och lösas i natriumhydroxid, en kaustik vätska. Ånga och tryck appliceras under denna rötningsprocess. Aluminiumoxid i mineralerna reagerar med natriumhydroxid och bildar natriumaluminat.
Vissa komponenter i bauxit, såsom järnoxider och silikater, löses inte upp under matsmältningen. Dessa ämnen skapar en slurry av röd lera, som filtreras bort från den aluminiumoxidhaltiga vätskan genom en process som kallas sedimentering. Röd lera tvättas för att återvinna den ursprungliga natriumhydroxiden och lagras så småningom i dammar. Eftersom det inte kan återvinnas och är extremt svårt att kassera och lagra, är röd lera en avfallsfråga för produktionsanläggningar som använder Bayer-processen.
Nederbörd 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 suspenderats i processtankarna för att främja kristalltillväxt. De grövre aluminiumoxidkristallerna tas bort 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 1,050°F (XNUMX XNUMX°C). Detta gör att aluminiumhydroxiden avger fukt i vattenånga och sönderdelas kemiskt till aluminiumoxid, slutprodukten. Idealiskt kommer partiklarna av aluminiumoxid som produceras att vara små och fina, ungefär lika stora som sandkorn.
Nästan all världens aluminium produceras med aluminiumoxid som genereras från Bayer-processen. Efter att aluminiumoxiden har renats från bauxit smälts den till aluminiummetall. Användningen av aluminium är omfattande och varierande, allt från konsumentförpackningar till bildelar, färger, kosmetika och till och med läkemedel. Den ökade återvinningen av aluminium har bidragit till att lindra problemet med rött leravfall, eftersom ny aluminiumoxid inte produceras lika ofta som tidigare.