Le procédé Bayer est un procédé industriel par lequel la bauxite est purifiée en alumine, ou oxyde d’aluminium. Nommé en l’honneur de Karl Bayer, qui l’a développé à la fin du XIXe siècle, ce procédé est une étape intermédiaire essentielle dans la production d’aluminium métal. L’alumine est produite par une série de réactions chimiques contrôlées à partir de la bauxite, un minerai d’aluminium naturel. Trois étapes principales sont impliquées dans le procédé Bayer : l’extraction, la précipitation et la calcination.
La bauxite contient les minéraux alumineux boehmite, gibbsite et diaspore. Pour extraire ces minéraux et l’alumine qu’ils contiennent, la bauxite doit être broyée en petites particules et dissoute dans de l’hydroxyde de sodium, un liquide caustique. La vapeur et la pression sont appliquées pendant ce processus de digestion. L’alumine dans les minéraux réagit avec l’hydroxyde de sodium, formant de l’aluminate de sodium.
Certains composants de la bauxite, tels que les oxydes de fer et les silicates, ne se dissolvent pas pendant la digestion. Ces substances créent une boue de boue rouge, qui est filtrée du liquide contenant de l’alumine par un processus appelé décantation. La boue rouge est lavée pour recycler l’hydroxyde de sodium d’origine et est finalement stockée dans des bassins de rétention. Comme elle ne peut pas être recyclée et qu’elle est extrêmement difficile à éliminer et à stocker, la boue rouge est un problème de déchets pour les installations de production utilisant le procédé Bayer.
La précipitation est la prochaine étape après l’extraction. L’hydroxyde d’aluminium précipite du mélange d’alumine lorsqu’il est refroidi. Il se solidifie dans cet état cristallin en formant des cristaux d’alumine autour de « graines » d’alumine, des particules qui ont été suspendues dans les réservoirs de traitement pour favoriser la croissance cristalline. Les cristaux d’alumine les plus grossiers sont retirés pour l’étape suivante, tandis que les grains plus petits et plus fins sont réutilisés comme germes pour la réaction de précipitation.
La dernière étape du procédé Bayer est la calcination. Le mélange précipité de l’étape précédente est chauffé à une température d’environ 1,922 1,050°F (XNUMX XNUMX°C). Cela amène l’hydroxyde d’aluminium à dégager de l’humidité dans la vapeur d’eau et à se décomposer chimiquement en alumine, le produit final. Idéalement, les particules d’alumine produites seront petites et fines, à peu près de la taille de grains de sable.
Presque tout l’aluminium dans le monde est produit à partir d’alumine issue du procédé Bayer. Une fois l’alumine purifiée à partir de la bauxite, elle est fondue en aluminium métallique. Les utilisations de l’aluminium sont vastes et variées, allant des emballages de consommation aux pièces automobiles, aux peintures, aux cosmétiques et même aux produits pharmaceutiques. Le recyclage accru de l’aluminium a contribué à atténuer le problème des déchets de boues rouges, car la nouvelle alumine n’est pas produite aussi souvent que par le passé.