Processo Bayer

Il processo Bayer è il metodo principale, e ad oggi maggiormente usato, per produrre alluminio dalla bauxite. Prende il nome da Carl Josef Bayer che lo inventò nel 1887.

Schema del processo Bayer

Descrizione del processo

La bauxite (Al₂O₃•nH₂O) è il minerale più importante da cui si ricava l'alluminio, ma contiene solamente il 30-54% di allumina, Al₂O₃, mentre la restante parte è formata principalmente da silice (ovvero biossido di silicio, SiO₂), ossidi di ferro e diossido di titanio^[1].

L'allumina, dunque, necessita di un processo di purificazione prima di poter essere trasformata in alluminio metallico. Nel processo Bayer la bauxite viene lavata con una soluzione di idrossido di sodio, NaOH, a 175 °C (fase generalmente chiamata digestione). Questa operazione converte l'allumina in Al(OH)₄^-, secondo la reazione:

${\displaystyle \mathrm {Al_{2}O_{3}\cdot nH_{2}O+NaOH\ {\xrightarrow {\triangle }}\ Na\left[Al(OH)_{4}\right](+Fe_{2}O_{3}+TiO_{2}+...)} }$

Gli altri componenti della bauxite non possono essere dissolti nel bagno idrossilico; vengono perciò filtrati e scartati quali impurità solide. La mistura di tali impurità solide viene gergalmente chiamata fango rosso e presenta non pochi problemi di smaltimento. Successivamente il bagno idrossilico viene raffreddato, consentendo all'idrossido di alluminio di precipitare sotto forma di solido bianco e vaporoso; tale fase è detta, per l'appunto, precipitazione.

${\displaystyle \mathrm {Na\left[Al(OH)_{4}\right]\ {\xrightarrow {\mathcal {5}}}\ Al(OH)_{3}+NaOH} }$

Infine, l'idrossido di alluminio viene scaldato fino a 1050 °C, temperatura alla quale inizia la decomposizione chimica in allumina (fase di calcinazione), con rilascio di vapor d'acqua:

${\displaystyle \mathrm {2\ Al(OH)_{3}\ {\xrightarrow {\triangle }}\ Al_{2}O_{3}+3\ H_{2}O} }$

Gran parte dell'allumina prodotta mediante processo Bayer subisce elettrolisi per la produzione di alluminio.