Ποια είναι η διαδικασία Bayer;

Η διαδικασία Bayer είναι μια βιομηχανική διαδικασία με την οποία ο βωξίτης καθαρίζεται σε αλουμίνα ή οξείδιο του αργιλίου.Ονομάστηκε για τον Karl Bayer, ο οποίος το ανέπτυξε στα τέλη του 19ου αιώνα, αυτή η διαδικασία είναι ένα βασικό ενδιάμεσο βήμα στην παραγωγή μεταλλικού αλουμινίου.Η αλουμίνα παράγεται μέσω μιας σειράς ελεγχόμενων χημικών αντιδράσεων από το βωξίτη, ένα φυσικά απαντώμενο αλουμίνιο.Τρία κύρια βήματα εμπλέκονται στη διαδικασία Bayer: Εξαγωγή, κατακρήμνιση και ασβεστοποίηση. Το βωξίτη περιέχει τα ορυκτά που φέρουν αλουμίνιο Boehmite, Gibbsite και διασπορά.Για να εξαγάγετε αυτά τα ορυκτά και την αλουμίνα σε αυτά, ο βωξίτης πρέπει να αλεσθεί σε μικρά σωματίδια και να διαλυθεί σε υδροξείδιο του νατρίου, ένα καυστικό υγρό.Ο ατμός και η πίεση εφαρμόζονται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας πέψης.Η αλουμίνα στα ορυκτά αντιδρά με υδροξείδιο του νατρίου, σχηματίζοντας αλουμινικό νάτριο. Ορισμένα συστατικά του βωξίτη, όπως τα οξείδια του σιδήρου και τα πυριτικά άλατα, δεν διαλύονται κατά τη διάρκεια της πέψης.Αυτές οι ουσίες δημιουργούν ένα πολτό κόκκινης λάσπης, η οποία φιλτράρεται από το υγρό που περιέχει αλουμίνα μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται καθίζηση.Η κόκκινη λάσπη πλένεται για να ανακυκλώσει το αρχικό υδροξείδιο του νατρίου και τελικά αποθηκεύεται σε λίμνες.Δεδομένου ότι δεν μπορεί να ανακυκλωθεί και είναι εξαιρετικά δύσκολο να διατεθεί και να αποθηκευτεί, η κόκκινη λάσπη είναι ένα ζήτημα αποβλήτων για τις εγκαταστάσεις παραγωγής χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Bayer.

Η βροχόπτωση είναι το επόμενο βήμα μετά την εξαγωγή.Το υδροξείδιο του αλουμινίου κατακρημνίζεται από το μίγμα αλουμίνας καθώς ψύχεται.Στερετεί σε αυτή την κρυσταλλική κατάσταση σχηματίζοντας κρυστάλλους αλουμίνας γύρω από τους "σπόρους" αλουμίνας, σωματίδια που έχουν εναιωρηθεί στις δεξαμενές επεξεργασίας για να προωθήσουν την ανάπτυξη των κρυστάλλων.Οι πιο χονδροειδείς κρύσταλλοι αλουμίνας αφαιρούνται για το επόμενο βήμα, ενώ οι μικρότεροι, λεπτότεροι κόκκοι επαναχρησιμοποιούνται ως σπόροι για την αντίδραση βροχόπτωσης.

Το τελικό βήμα στη διαδικασία Bayer είναι η ευφυΐα.Το μίγμα ίζημα από το προηγούμενο βήμα θερμαίνεται σε θερμοκρασία περίπου 1.922 deg (1.050 deg, C).Αυτό αναγκάζει το υδροξείδιο του αλουμινίου να εκπέμπει υγρασία σε υδρατμούς και αποσυντίθεται χημικά σε αλουμίνα, το τελικό προϊόν.Στην ιδανική περίπτωση, τα σωματίδια της παραγόμενης αλουμίνας θα είναι μικρά και ωραία, περίπου το μέγεθος των κόκκων άμμου.Αφού ο αλουμίνα έχει καθαριστεί από βωξίτη, μολύνεται σε μεταλλικό αλουμίνιο.Οι χρήσεις του αλουμινίου είναι τεράστιες και ποικίλες, που κυμαίνονται από τη συσκευασία των καταναλωτών έως τα εξαρτήματα αυτοκινήτων, τα χρώματα, τα καλλυντικά και ακόμη και τα φαρμακευτικά προϊόντα.Η αυξημένη ανακύκλωση αλουμινίου βοήθησε στην ανακούφιση του προβλήματος των αποβλήτων κόκκινου λάσπης, καθώς η νέα αλουμίνα δεν παράγεται τόσο συχνά όσο στο παρελθόν.