Processo Bayer

Schema del 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.

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:

A l 2 O 3 ⋅ n H 2 O + N a O H   → △   N a [ A l ( O H ) 4 ] ( + F e 2 O 3 + T i O 2 + . . . ) {\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.

N a [ A l ( O H ) 4 ]   → 5   A l ( O H ) 3 + N a O H {\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:

2   A l ( O H ) 3   → △   A l 2 O 3 + 3   H 2 O {\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.

Note

  1. ^ (EN) Industry Commission (Australian Government), "Micro Reform - Impacts on Firms: Aluminium Case Study". March 1998. ISBN 0-646-33550-2.

Bibliografia

  • (EN) Habashi, F. "A short history of hydrometallurgy", Hydrometallurgy 79, pp. 15-22, 2005.

Voci correlate

Collegamenti esterni

  • (EN) Bayer process, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc. Modifica su Wikidata
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