raffineren van het erts
Er bestaan een aantal alkalische, zure en thermische methoden voor de raffinage van bauxiet, klei of andere ertsen om aluminiumoxide te verkrijgen. Zure en elektrothermische processen zijn over het algemeen te duur of produceren niet voldoende zuiver aluminiumoxide voor commercieel gebruik. Een proces dat de behandeling van erts met kalk en soda omvat, wordt gebruikt in China en Rusland.
Met dank aan Aluminum Company of America
Het Bayer-proces omvat vier stappen: spijsvertering, verduidelijking, precipitatie en calcinatie.
in de eerste stap wordt bauxiet gemalen, met een oplossing van natronloog (natriumhydroxide) overgoten en in grote druktanks (digesters) gepompt, waar het erts aan stoomwarmte en-druk wordt blootgesteld. Het natriumhydroxide reageert met de aluminiumhoudende mineralen van bauxiet tot een verzadigde oplossing van natriumaluminaat; onoplosbare onzuiverheden, rode modder genoemd, blijven in suspensie en worden gescheiden in de klaringsstap.
na de vertering wordt het mengsel door een reeks drukreduceertanks geleid (blaastanks genoemd), waar de oplossing op Atmosferische druk wordt geflitst. (De stoom die wordt gegenereerd bij het knipperen wordt gebruikt om de bijtende oplossing te verwarmen die terugkeert naar de vertering.) De volgende stap in het proces is het scheiden van de onoplosbare rode modder van de natriumaluminaatoplossing. Grof materiaal (bijvoorbeeld strandzand) wordt verwijderd in ruwe cyclonen die zandvallen worden genoemd. Fijner residu wordt opgelost in harken verdikkingsmiddelen met de toevoeging van synthetische vlokmiddelen, en vaste stoffen in de verdikkingsmiddeloverloop worden verwijderd door doekfilters. Deze residuen worden vervolgens gewassen, gecombineerd en weggegooid. De geklaarde oplossing wordt verder gekoeld in warmtewisselaars, waardoor de mate van oververzadiging van het opgeloste aluminiumoxide wordt verbeterd, en gepompt in hoge, silolikevacciitatoren.
aanzienlijke hoeveelheden aluminiumhydroxidekristallen worden aan de oplossing in de precipitatoren toegevoegd om de kristalscheiding te versnellen. De zaadkristallen trekken andere kristallen aan en vormen agglomeraten; deze worden ingedeeld in groter productformaat materiaal en fijner materiaal dat wordt gerecycled als zaad. De agglomeraten van aluminiumhydroxidekristallen worden gefilterd, gewassen om ingesloten bijtende of oplossing te verwijderen, en gebrand in draaiovens of stationaire fluïdised-bed flash calciners bij temperaturen van meer dan 960 °C (1.750 °F). Vrij water en water dat chemisch is gecombineerd worden afgevoerd, waardoor commercieel zuiver aluminiumoxide—of aluminiumoxide—een droog, fijn, wit poeder vergelijkbaar met suiker in uiterlijk en consistentie. Het is half aluminium en half zuurstof in gewicht, zo stevig gebonden dat noch chemicaliën noch warmte alleen kan scheiden.tijdens de Tweede Wereldoorlog werd het Alcoa-combinatieproces ontwikkeld voor de verwerking van ertsen van lagere kwaliteit die relatief hoge percentages silica bevatten. Heel kort, dit proces recupereert Het aluminiumoxide dat is gecombineerd met silica tijdens het spijsverteringsproces en is gefilterd met de rode modder. De rode modder wordt niet weggegooid, maar wordt verhit met kalksteen (calciumcarbonaat) en natriumcarbonaat (natriumcarbonaat) tot een gesinterd product dat uitloogbaar natriumaluminaat bevat. Dit product wordt verteerd of uitgelogd op een wijze die vergelijkbaar is met die voor bauxiet om het natriumaluminaat uit de onoplosbare ijzer -, calcium-en siliciummaterialen te extraheren. De slurry gaat vervolgens door de resterende stappen van het Bayer-proces. Het restant wordt bruine modder genoemd.
aluminiumoxide, geproduceerd door het Bayer-proces, is vrij zuiver en bevat slechts enkele honderdsten van 1% ijzer en silicium. De belangrijkste onzuiverheid, residuele soda, is aanwezig op niveaus van 0,2 tot 0,6 procent. Aluminiumoxide is niet alleen de primaire grondstof voor de productie van metallisch aluminium, maar is ook een belangrijke chemische stof. Het wordt veel gebruikt in de chemische, vuurvaste, keramische en aardolie-industrie (zie hieronder chemische verbindingen).het raffineren van vier ton bauxiet levert ongeveer twee ton aluminiumoxide op. Een typische aluminiumoxide-installatie, met behulp van het Bayer-proces, kan 4.000 ton aluminiumoxide per dag produceren. De kosten van aluminiumoxide kunnen sterk variëren, afhankelijk van de grootte en efficiëntie van de installatie, de arbeidskosten en de overheadkosten en de kosten van bauxiet.