Procesul Bayer este un proces industrial prin care bauxita este purificată în alumină sau oxid de aluminiu. Numit după Karl Bayer, care l-a dezvoltat la sfârșitul secolului al XIX-lea, acest proces este o etapă intermediară esențială în producția de aluminiu metal. Alumina este produsă printr-o serie de reacții chimice controlate din bauxită, un minereu de aluminiu natural. Trei etape majore sunt implicate în procesul Bayer: extracție, precipitare și calcinare.
Bauxita conține mineralele purtătoare de aluminiu boehmită, gibbsite și diasporă. Pentru a extrage aceste minerale și alumina din ele, bauxita trebuie măcinată în particule mici și dizolvată în hidroxid de sodiu, un lichid caustic. În timpul acestui proces de digestie se aplică abur și presiune. Alumina din minerale reacţionează cu hidroxidul de sodiu, formând aluminat de sodiu.
Unele componente ale bauxitei, cum ar fi oxizii de fier și silicații, nu se dizolvă în timpul digestiei. Aceste substanțe creează o suspensie de noroi roșu, care este filtrată din lichidul care conține alumină printr-un proces numit decantare. Nămolul roșu este spălat pentru a recicla hidroxidul de sodiu original și, în cele din urmă, este depozitat în iazuri. Deoarece nu poate fi reciclat și este extrem de dificil de eliminat și depozitat, noroiul roșu este o problemă de deșeuri pentru unitățile de producție care utilizează procesul Bayer.
Precipitația este următorul pas după extracție. Hidroxidul de aluminiu precipită din amestecul de alumină pe măsură ce este răcit. Se solidifică în această stare cristalină prin formarea de cristale de alumină în jurul „semințelor” de alumină, particule care au fost suspendate în rezervoarele de procesare pentru a promova creșterea cristalelor. Cristalele mai grosiere de alumină sunt îndepărtate pentru următoarea etapă, în timp ce boabele mai mici, mai fine, sunt reutilizate ca semințe pentru reacția de precipitare.
Pasul final în procesul Bayer este calcinarea. Amestecul de precipitat din etapa anterioară este încălzit la o temperatură de aproximativ 1,922°F (1,050°C). Acest lucru face ca hidroxidul de aluminiu să elibereze umiditate în vapori de apă și să se descompună chimic în alumină, produsul final. În mod ideal, particulele de alumină produse vor fi mici și fine, aproximativ de dimensiunea granulelor de nisip.
Aproape tot aluminiul din lume este produs folosind alumina generată din procesul Bayer. După ce alumina a fost purificată din bauxită, este topită în aluminiu metalic. Utilizările aluminiului sunt vaste și variate, variind de la ambalaje de consum până la piese de automobile, vopsele, cosmetice și chiar produse farmaceutice. Reciclarea crescută a aluminiului a contribuit la atenuarea problemei deșeurilor de noroi roșu, deoarece alumina nouă nu este produsă la fel de des ca în trecut.