Le procédé Bayer est un procédé industriel par lequel la bauxite est purifiée en alumine ou oxyde d'aluminium. Nommé pour Karl Bayer, qui l'a développé à la fin du 19ème siècle, ce processus une étape intermédiaire essentielle dans la production d'aluminium métallique. L'alumine est produite à travers une série de réactions chimiques contrôlées à partir de la bauxite, un minerai d'aluminium d'origine naturelle. Trois grandes étapes sont impliquées dans le processus Bayer: extraction, précipitation, et calcination.
La bauxite contient des minéraux alumineux boehmite, gibbsite et diaspore. Pour extraire ces minéraux et l'alumine à eux, la bauxite doit être broyé en petites particules et on le dissout dans de l'hydroxyde de sodium, un liquide caustique. La vapeur et la pression sont appliquées au cours du processus de digestion. L'alumine dans les minéraux réagit avec l'hydroxyde de sodium, formant aluminate de sodium.
Certains composants de bauxite, comme les oxydes de fer et les silicates, ne se dissolvent pas pendant la digestion. Ces substances créent une suspension de boue rouge, qui est filtré à partir du liquide contenant de l'alumine par un procédé dit de décantation. La boue rouge est lavé à recycler l'hydroxyde de sodium d'origine, et est finalement stockée dans des étangs de retenue. Comme il ne peut pas être recyclé et est extrêmement difficile d'en disposer et de magasin, la boue rouge est un problème des déchets pour les installations de production utilisant le procédé Bayer.
La précipitation est la prochaine étape après l'extraction. L'hydroxyde d'aluminium précipite hors du mélange de l'alumine comme on le refroidit. Il se solidifie dans cet état de cristaux en formant des cristaux d'alumine autour de "germes" de l'alumine, des particules qui ont été mises en suspension dans les cuves de traitement pour favoriser la croissance cristalline. Les cristaux grossiers d'alumine sont enlevées pour l'étape suivante, tandis que les grains plus fins, plus petites, sont réutilisées en tant que germes pour la réaction de précipitation.
L'étape finale dans le procédé Bayer est calcination. Le mélange précipité de l'étape précédente est chauffé à une température d'environ 1922 ° F (1050 ° C). Cela provoque l'hydroxyde d'aluminium pour donner de l'humidité dans la vapeur d'eau et se décomposer chimiquement à l'alumine, le produit final. Idéalement, les particules d'alumine produite sera petite et fine, à peu près la taille de grains de sable.
Presque tous de l'aluminium dans le monde est produite en utilisant l'alumine produite à partir de procédé Bayer. Après l'alumine a été purifié à partir de la bauxite, il est fondu en métal d'aluminium. Les utilisations de l'aluminium sont vastes et variés, allant de l'emballage des consommateurs à des pièces d'automobile, les peintures, les cosmétiques, et même de médicaments. L'augmentation du recyclage de l'aluminium a contribué à atténuer le problème des déchets de boue rouge, depuis neuf alumine ne est pas produit aussi souvent que dans le passé.