Bayer-Verfahren


Bayer-Verfahren

Schematische Darstellung

Das von Carl Josef Bayer entwickelte Bayer-Verfahren wird in der Aluminiumproduktion genutzt, um Bauxit in Reinbauxit (reines wasserfreies Aluminiumhydroxid) zu überführen. Zunächst wird Bauxit von dem enthaltenen Eisenoxid Hämatit und Böhmit getrennt.

Das Verfahren nutzt aus, dass sich die Aluminiumhydroxide des fein gemahlenen Bauxits in Natronlauge bei höherer Temperatur leicht lösen lassen. Der fein gemahlene Bauxit wird mit konzentrierter Natronlauge bei ca. 7 bar und etwa 180 °C versetzt.

$ \mathrm {Bauxit + NaOH \ \xrightarrow[Druck]{\triangle} \ Na\left[Al(OH)_4 \right] + Fe_2O_3} $

Der ungelöste Rückstand (Rotschlamm, hauptsächlich unlösliche Eisenverbindungen) wird abgetrennt. Hier kann die Gewinnung von dem als Beimengung enthaltenen Gallium zwischengeschaltet werden. Aus der verdünnten Aluminatlauge wird beim Abkühlen reines Aluminiumhydroxid ausgefällt. Das Filtrat wird mit Natronlauge verdünnt, die Temperatur auf 78 °C abgesenkt und der Druck wieder auf Normaldruck reduziert. Durch so genanntes „Impfen“ mit festem Aluminiumhydroxid als Kristallisationskeim fällt dann das Aluminiumhydroxid aus.

$ \mathrm {Na\left[Al(OH)_4 \right] \ \xrightarrow{\bigtriangledown} \ Al(OH)_3 + NaOH} $

Das entstandene feste Aluminiumhydroxid wird in Drehöfen bei einer Temperatur von 1200 bis 1300 °C gebrannt, wobei Aluminiumoxid entsteht.

$ \mathrm {2 \ Al(OH)_3 \ \xrightarrow{\triangle} \ Al_2O_3 + 3 \ H_2O} $

Aus diesem Reinbauxit kann dann durch Schmelzflusselektrolyse im Hall-Héroult-Prozess metallisches Aluminium gewonnen werden.

Literatur

  • Charles E. Mortimer, Ulrich Müller: Chemie (ISBN 978-3-13-484309-5), 8. Auflage, 2007, Georg Thieme Verlag KG, S.475