rafinarea minereului

există o serie de metode alcaline, acide și termice de rafinare a bauxitei, argilei sau a altor minereuri pentru a obține alumină. Procesele acide și electrotermice sunt, în general, fie prea scumpe, fie nu produc alumină de puritate suficientă pentru uz comercial. Un proces care implică tratarea minereului cu var și sifon este utilizat în China și Rusia.

procesul Bayer implică patru etape: digestie, clarificare, precipitare și calcinare.

în prima etapă, bauxita este măcinată, măcinată cu o soluție de sodă caustică (hidroxid de sodiu) și pompată în rezervoare mari de presiune numite digestoare, unde minereul este supus căldurii și presiunii aburului. Hidroxidul de sodiu reacționează cu mineralele aluminoase ale bauxitei pentru a forma o soluție saturată de aluminat de sodiu; impuritățile insolubile, numite noroi roșu, rămân în suspensie și sunt separate în etapa de clarificare.

după digestie, amestecul este trecut printr-o serie de rezervoare de reducere a presiunii (numite rezervoare de suflare), unde soluția este fulgerată la presiunea atmosferică. (Aburul generat în intermitent este utilizat pentru încălzirea soluției caustice care revine la digestie.) Următorul pas în proces este separarea noroiului roșu insolubil de soluția de aluminat de sodiu. Materialul grosier (de exemplu, nisipul de plajă) este îndepărtat în cicloane brute numite capcane de nisip. Reziduurile mai fine sunt așezate în agenți de îngroșare cu adaos de floculanți sintetici, iar solidele din revărsarea îngroșătorului sunt îndepărtate prin filtre de pânză. Aceste reziduuri sunt apoi spălate, combinate și aruncate. Soluția clarificată este răcită în continuare în schimbătoarele de căldură, sporind gradul de suprasaturare a aluminei dizolvate și pompată în precipitatoare înalte, asemănătoare silolului.

cantități considerabile de cristale de hidroxid de aluminiu sunt adăugate la soluție în precipitatori ca însămânțare pentru a grăbi separarea cristalelor. Cristalele de semințe atrag alte cristale și formează aglomerate; acestea sunt clasificate în materiale de dimensiuni mai mari ale produsului și materiale mai fine care sunt reciclate ca semințe. Aglomeratele de cristale de hidroxid de aluminiu de dimensiunea produsului sunt filtrate, spălate pentru a îndepărta caustica sau soluția antrenată și calcinate în cuptoare rotative sau calcinatoare flash staționare cu pat fluidizat la temperaturi mai mari de 960 ct (1.750 CTF). Apa liberă și apa care este combinată chimic sunt îndepărtate, lăsând alumina pură din punct de vedere comercial—sau oxidul de aluminiu—o pulbere uscată, fină, albă, similară cu zahărul în aspect și consistență. Este jumătate din aluminiu și jumătate din oxigen în greutate, lipite atât de ferm încât nici substanțele chimice, nici căldura nu le pot separa.

în timpul celui de-al doilea Război Mondial, procesul de combinare Alcoa a fost dezvoltat pentru prelucrarea minereurilor de calitate inferioară care conțin procente relativ ridicate de silice. Foarte pe scurt, acest proces recuperează alumina care s-a combinat cu silice în timpul procesului de digestie și a fost filtrată cu noroiul roșu. Nămolul roșu nu este aruncat, ci este încălzit cu calcar (carbonat de calciu) și sodă calcinată (carbonat de sodiu) pentru a produce un produs sinterizat care conține aluminat de sodiu levigabil. Acest produs este digerat sau levigat într-un mod similar cu cel pentru bauxită pentru a extrage aluminat de sodiu din materialele insolubile de fier, calciu și siliciu. Suspensia trece apoi prin etapele rămase ale procesului Bayer. Reziduul de deșeuri se numește noroi maro.

Alumina produsă prin procesul Bayer este destul de pură, conținând doar câteva sutimi de 1% fier și siliciu. Impuritatea majoră, soda reziduală, este prezentă la niveluri de 0,2 până la 0,6%. Pe lângă faptul că este materia primă primară pentru producerea aluminiului metalic, alumina în sine este o substanță chimică importantă. Este utilizat pe scară largă în industria chimică, refractară, ceramică și petrolieră (vezi mai jos compuși chimici).

rafinarea a patru tone de bauxită produce aproximativ două tone de alumină. O plantă tipică de alumină, folosind procesul Bayer, poate produce 4.000 de tone de alumină pe zi. Costul aluminei poate varia foarte mult, în funcție de dimensiunea și eficiența instalației, de costurile forței de muncă și de cheltuielile generale și de costul bauxitei.