„Bayer“ procesas yra pramoninis procesas, kurio metu boksitas išgryninamas į aliuminio oksidą arba aliuminio oksidą. Pavadintas Karlo Bayerio, kuris jį sukūrė XIX amžiaus pabaigoje, vardu, šis procesas yra esminis tarpinis aliuminio metalo gamybos etapas. Aliuminio oksidas gaminamas kontroliuojamomis cheminėmis reakcijomis iš boksito, natūraliai esančios aliuminio rūdos. „Bayer“ procesą sudaro trys pagrindiniai etapai: ekstrahavimas, nusodinimas ir kalcinavimas.
Boksite yra aliuminio turinčių mineralų boehmito, gibbsite ir diaspore. Norint išgauti šiuos mineralus ir juose esantį aliuminio oksidą, boksitą reikia sumalti į mažas daleles ir ištirpinti natrio hidrokside – šarminiame skystyje. Šio virškinimo proceso metu naudojami garai ir slėgis. Mineraluose esantis aliuminio oksidas reaguoja su natrio hidroksidu, sudarydamas natrio aliuminatą.
Kai kurie boksito komponentai, tokie kaip geležies oksidai ir silikatai, virškinimo metu netirpsta. Šios medžiagos sukuria raudonojo purvo srutą, kuri filtruojama iš aliuminio oksido turinčio skysčio per procesą, vadinamą nusėdimu. Raudonasis purvas nuplaunamas, kad būtų perdirbtas pradinis natrio hidroksidas, ir galiausiai laikomas laikymo tvenkiniuose. Kadangi raudonasis purvas negali būti perdirbamas ir jį labai sunku išmesti bei saugoti, gamybos įrenginiuose, kuriuose naudojamas Bayer procesas, atsiranda atliekų problema.
Krituliai yra kitas žingsnis po ekstrahavimo. Aliuminio hidroksidas nusėda iš aliuminio oksido mišinio, kai jis aušinamas. Jis sukietėja iki tokios kristalinės būsenos, sudarydamas aliuminio oksido kristalus aplink aliuminio oksido „sėklas“, daleles, kurios buvo suspenduotos apdorojimo rezervuaruose, kad paskatintų kristalų augimą. Stambesni aliuminio oksido kristalai pašalinami kitam žingsniui, o smulkesni smulkesni grūdeliai pakartotinai naudojami kaip sėklos nusodinimo reakcijai.
Paskutinis Bayer proceso etapas yra kalcinavimas. Nuosėdų mišinys iš ankstesnio etapo kaitinamas iki maždaug 1,922 1,050 ° F (XNUMX XNUMX ° C) temperatūros. Dėl to aliuminio hidroksidas išskiria drėgmę vandens garuose ir chemiškai suyra į aliuminio oksidą, galutinį produktą. Idealiu atveju pagamintos aliuminio oksido dalelės būtų mažos ir smulkios, maždaug smėlio grūdelių dydžio.
Beveik visas pasaulio aliuminis gaminamas naudojant „Bayer“ proceso metu gautą aliuminio oksidą. Išvalius aliuminio oksidą iš boksito, jis išlydomas į aliuminio metalą. Aliuminio naudojimas yra platus ir įvairus – nuo vartotojų pakuočių iki automobilių dalių, dažų, kosmetikos ir net vaistų. Padidėjęs aliuminio perdirbimas padėjo sumažinti raudonojo purvo atliekų problemą, nes naujas aliuminio oksidas nėra gaminamas taip dažnai, kaip anksčiau.