az érc finomítása

számos lúgos, savas és termikus módszer létezik a bauxit, agyag vagy más ércek finomítására alumínium-oxid előállításához. A savas és elektrotermikus folyamatok általában vagy túl drágák, vagy nem termelnek megfelelő tisztaságú alumínium-oxidot kereskedelmi használatra. Kínában és Oroszországban olyan eljárást alkalmaznak, amely magában foglalja az érc mésszel és szódával történő kezelését.

a Bayer folyamat négy lépést foglal magában: emésztést, tisztítást, csapadékot és kalcinációt.

az első lépés, a bauxit földre, slurried oldattal marószóda (nátrium-hidroxid), valamint pumpálnak nagy nyomás tartályok nevű digesters, ahol az érc van kitéve, gőz, hő, nyomás. A nátrium-hidroxid reagál a timföld ásványi a bauxit alkotnak egy telített nátrium-aluminát; nem oldódó szennyeződések, az úgynevezett vörös iszap marad a felfüggesztés, illetve külön a pontosítás lépés.

az emésztést követően a keveréket egy sor nyomáscsökkentő tartályon (úgynevezett lefúvó tartályokon) vezetik át, ahol az oldatot légköri nyomásra felvillanják. (A villogáskor keletkező gőzt az emésztésbe visszatérő maróoldat melegítésére használják.) A folyamat következő lépése az oldhatatlan vörösiszap elválasztása a nátrium-aluminát oldattól. A durva anyagot (például tengerparti homokot) eltávolítják a homokcsapdáknak nevezett nyers ciklonokban. A finomabb maradékot a gereblyéző sűrítőanyagokban szintetikus flocculánsok hozzáadásával rendezik, a sűrítő túlcsordulásában lévő szilárd anyagokat pedig szövetszűrőkkel távolítják el. Ezeket a maradványokat ezután mossuk, kombináljuk, majd eldobjuk. A tisztított oldatot tovább hűtjük hőcserélőkben, fokozva az oldott alumínium-oxid túltelítettségének mértékét, majd magas, szilolike csapadékokba pumpáljuk.

nagy mennyiségű alumínium-hidroxid kristályt adnak a kicsapó oldatához vetésként a kristály szétválasztásának felgyorsításához. A magkristályok más kristályokat vonzanak és agglomerátumokat alkotnak; ezek nagyobb termékméretű anyagokba és finomabb anyagokba vannak besorolva, amelyeket magként újrahasznosítanak. Az alumínium-hidroxid kristályok termékméretű agglomerátumait szűrjük, mossuk le a belekeveredett maró vagy oldat eltávolítására,és 960 °C (1750 °F) feletti hőmérsékleten forgó kemencékben vagy helyhez kötött fluidizált ágyú vaku kalcinerekben kalcináljuk. A kémiailag kombinált szabad vizet és vizet levezetik, így a kereskedelemben tiszta alumínium-oxid—vagy alumínium-oxid-száraz, finom, fehér por, amely hasonlít a cukor megjelenésére és konzisztenciájára. Félig alumínium, félig oxigén, olyan erősen ragasztva, hogy sem a vegyi anyagok, sem a hő önmagában nem képes elválasztani őket.

A második világháború alatt az Alcoa kombinációs eljárást az alacsonyabb minőségű ércek feldolgozására fejlesztették ki, amelyek viszonylag nagy mennyiségű szilícium-dioxidot tartalmaznak. Nagyon röviden, ez a folyamat visszanyeri az alumínium-oxidot, amely az emésztési folyamat során szilícium-dioxiddal kombinálódott, és a vörösiszappal kiszűrték. A vörösiszapot nem dobják ki, hanem mészkővel (kalcium-karbonáttal) és szódabikarbónával (nátrium-karbonáttal) melegítik, hogy levehető nátrium-aluminátot tartalmazó szinterezett terméket állítsanak elő. Ezt a terméket az oldhatatlan vasból, kalciumból és szilíciumból a nátrium-aluminát kinyeréséhez hasonló módon emésztjük vagy oldjuk ki. A szuszpenzió ezután a Bayer folyamat fennmaradó lépésein keresztül folytatódik. A hulladékmaradványt barna iszapnak nevezik.

A Bayer-eljárással előállított alumínium-oxid meglehetősen tiszta, csak néhány század 1 százalék vasat és szilíciumot tartalmaz. A legnagyobb szennyeződés, a maradék szóda 0,2-0,6 százalékos szinten van jelen. Amellett, hogy a fém alumínium előállításának elsődleges nyersanyaga, maga az alumínium-oxid fontos vegyi anyag. Széles körben használják a kémiai, tűzálló anyagok, kerámia és kőolajipar (lásd alább kémiai vegyületek).

négy tonna bauxit finomítása körülbelül két tonna alumínium-oxidot eredményez. Egy tipikus alumínium-oxid üzem, a Bayer eljárás alkalmazásával, napi 4000 tonna alumínium-oxidot képes előállítani. Az alumínium-oxid költsége nagymértékben változhat, az üzem méretétől és hatékonyságától, a munkaerőköltségektől és a rezsiköltségektől, valamint a bauxit költségétől függően.