Proceso Bayer

Proceso Bayer

Diego Fernández Santos

El químico austriaco Karl Bayer patentó en 1889 el proceso para obtener alúmina a partir de bauxita mediante una solución de hidróxido sódico. Karl era hijo de Friedrich Bayer, fundador de la empresa química y farmacéutica Bayer. Las primeras plantas industriales de producción de alúmina basadas en el proceso Bayer se instalaron en Francia y en Irlanda en la década de 1890.

Hasta entonces, la alúmina se producía por el proceso de Le Chatelier (1869), Según dicho proceso, se mezclaba la bauxita con carbonato sódico y se sometía la mezcla a calcinación en un horno a 1000 – 1100 ºC, proceso pirogénico. Como producto de reacción se obtenía aluminato sódico, que se lixiviaba a 80 ºC, consiguiéndose una solución de aluminio de la que, una vez saturada, se precipitaba la alúmina por medio de CO2 procedente del horno. Se construyeron instalaciones de este tipo en Europa y Estados Unidos y suministraron importantes cantidades de alúmina. El proceso de Le Chatelier fue perdiendo competitividad desde la aparición del proceso Bayer hasta quedar casi desbancada a finales de los años 1940. Desde los años 1960 toda la alúmina producida en el mundo lo es por el proceso Bayer.

El proceso Bayer es el principal método industrial para producir alúmina (es un material de color blanco tiza de consistencia similar a la arena fina) a partir de bauxita. Aunque las condiciones del proceso son influenciadas por el tipo de bauxita usada, hay 5 etapas principales en todas las plantas. Las etapas de dicho proceso son:

1 - Preparación de la bauxita.

El primer paso en la planta de alúmina es la reducción del tamaño de partícula de la bauxita, para incrementar la superficie de reacción y facilitar su manejo, se realiza a través de una trituración a partir de diferentes trituradores como de mandíbula, de rodillo, de martillo y de impacto.

2 - Digestión.

Echamos sobre la bauxita hidróxido sódico, que estará a 180ºC y altas presiones para formar así una solución enriquecida en aluminato sódico, de acuerdo a las reacciones siguientes:

• Para el monohidrato(Proceso Bayer Europeo):

(Al2O3 . H2O + impurezas) + 2NaOH → 2NaAlO2 + 2H2O + lodos rojos

• Para el trihidrato( Proceso Bayer Americano):

(Al2O3 . 3H2O + impurezas) + 2NaOH → 2NaAlO2 + 4H2O + lodos rojos

• De forma general:

(Al2O3 . x . H2O) + 2NaOH → 2NaAlO2 + (x+1) . H2O

3 - Dilución y separación de residuos.

Al final de la digestión, la suspensión que abandona el último digestor conteniendo la solución de aluminato, arenas y lodos rojos (partículas finas), está a una temperatura por encima de su punto de ebullición a presión atmosférica, de manera que es pasada a través de un sistema de enfriamiento por expansión en el cual ocurre

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