El proceso Bayer es un proceso industrial mediante el cual la bauxita se purifica en alúmina u óxido de aluminio. El nombre de Karl Bayer, quien lo desarrolló a finales del siglo XIX, este proceso es un paso intermedio esencial en la producción de aluminio metálico. La alúmina se produce a través de una serie de reacciones químicas controladas a partir de la bauxita, un mineral de aluminio natural. Tres pasos principales están involucrados en el proceso de Bayer: extracción, precipitación y calcinación.
La bauxita contiene los minerales boehmita, gibbsita y diáspora que contienen aluminio. Para extraer estos minerales y la alúmina que contienen, la bauxita debe triturarse en pequeñas partículas y disolverse en hidróxido de sodio, un líquido cáustico. Se aplica vapor y presión durante este proceso de digestión. La alúmina en los minerales reacciona con el hidróxido de sodio, formando aluminato de sodio.
Algunos componentes de la bauxita, como los óxidos de hierro y los silicatos, no se disuelven durante la digestión. Estas sustancias crean una suspensión de lodo rojo, que se filtra del líquido que contiene alúmina mediante un proceso llamado sedimentación. El lodo rojo se lava para reciclar el hidróxido de sodio original y, finalmente, se almacena en estanques de retención. Dado que no se puede reciclar y es extremadamente difícil de eliminar y almacenar, el lodo rojo es un problema de desperdicio para las instalaciones de producción que utilizan el proceso Bayer.
La precipitación es el siguiente paso después de la extracción. El hidróxido de aluminio precipita de la mezcla de alúmina cuando se enfría. Se solidifica en este estado cristalino formando cristales de alúmina alrededor de «semillas» de alúmina, partículas que se han suspendido en los tanques de procesamiento para promover el crecimiento de cristales. Los cristales de alúmina más gruesos se eliminan para el siguiente paso, mientras que los granos más pequeños y finos se reutilizan como semillas para la reacción de precipitación.
El último paso del proceso Bayer es la calcinación. La mezcla de precipitado del paso anterior se calienta a una temperatura de aproximadamente 1,922 ° F (1,050 ° C). Esto hace que el hidróxido de aluminio emita humedad en forma de vapor de agua y se descomponga químicamente en alúmina, el producto final. Idealmente, las partículas de alúmina producidas serán pequeñas y finas, aproximadamente del tamaño de granos de arena.
Casi todo el aluminio del mundo se produce utilizando alúmina generada a partir del proceso Bayer. Una vez que la alúmina se ha purificado a partir de la bauxita, se funde en metal de aluminio. Los usos del aluminio son vastos y variados, desde envases para el consumidor hasta piezas de automóviles, pinturas, cosméticos e incluso productos farmacéuticos. El mayor reciclaje de aluminio ha ayudado a aliviar el problema de los residuos de lodo rojo, ya que la nueva alúmina no se produce con tanta frecuencia como en el pasado.