Proceso Bayer

1.-Proceso Bayer
1.1 – Principio básico del proceso
El proceso Bayer se basa en la variación de solubilidad en soda caústica, que experimenta el óxido de aluminio hidratado con la variación de temperatura y concentración de caústica, esto como consecuencia de las propiedades anfóteras del hidróxido de aluminio.
En el proceso se plantean básicamente dos estados de equilibrio:
• Primerequilibrio:
Se favorece a alta temperatura y alta concentración de NaOH. Se produce la disolución de los hidratos de alúmina de la bauxita, mientras que la mayoría de las impurezas no lo hacen.
De manera que se forma una suspensión conteniendo una solución de aluminato de sodio y un residuo insoluble "lodos rojos". Reacción general:
• Segundo equilibrio:
Se favorece a baja concentración de NaOH y bajatemperatura. Una vez que los residuos insolubles han sido separados de la solución de aluminato, ésta es sembrada con una carga seminal de alúmina trihidratada, favoreciéndose entonces la velocidad de la reacción anterior en el sentido inverso(¬ ). Precipitándose un óxido de aluminio trihidratado.
1.2. – Materias primas del Proceso Bayer
• Bauxitas: es el mineral usado en el proceso Bayer,contiene principalmente: óxido de aluminio, óxido de hierro, sílice y óxidos de titanio.
Su apariencia varía desde casi blanco a rojizo, dependiendo del contenido de óxido predominante.
• Soda caústica: soda caústica (hidróxido de sodio) disuelto en agua a una concentración de 50%. Es usada para disolver los óxidos de aluminio presentes en la bauxita.
• Vapor: el vapor suministra el calor necesariopara disolver los óxidos de aluminio. La estación generadora de vapor, produce los requerimientos de vapor de la planta.
• Caliza: es usada para producir una lechada de cal, la cual favorece la filtración de lodos rojos.
• Floculante: generalmente se usa almidón, el cual favorece el proceso de sedimentación de lodos rojos.
1.3.– Descripción del Proceso Bayer
Aunque las condiciones del procesoson influenciadas por el tipo de bauxita usada, hay 5 etapas principales en todas las plantas. Ellas son:
I. Preparación de la bauxita.
II. Digestión.
III. Dilución y separación de residuos.
IV. Precipitación.
V. Calcinación.
I) PREPARACION 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 reaccióny facilitar su manejo. La selección del equipo de trituración y molienda está directamente relacionado a las propiedades físicas de la bauxita. La solubilidad de la bauxita decrece desde gibbsita, a boehmita a diáspora, mientras la dureza del mineral se incrementa. Otro parámetro que afecta la selección del equipo, es el contenido de humedad de la bauxita. Esto es dependiente de la composición ycondiciones metereológicas de la bauxita. Un mineral conteniendo más de 10-12% de humedad puede reducir la eficiencia del equipo.
Generalmente, entre estos equipos se usan diferentes trituradores, tales como de mandíbula, de rodillo, de martillo y de impacto.
La reducción del tamaño de partícula es normalmente hecha en tres pasos:
1. – Trituración seca, obteniendo un tamaño de partícula con undiámetro básico de varios centímetros;
2. – Trituración seca o húmeda para obtener partículas menores que un cm.
3. –Molienda húmeda, para obtener un tamaño de partículas entre 700-300r m.
La bauxita es alimentada al molino con licor fuerte precalentado para obtener una concentración final aproximada de 1000 gr de sólido por litro en la pasta aguada (pulpa). Esta suspención obtenida es inyectadaa los digestores.
II) DIGESTIÓN
En esta operación, la pulpa proveniente del área de molienda, es disuelta en caústica fuerte para formar una solución enriquecida en aluminato sódico, de acuerdo a las reacciones siguientes:
• Para el trihidrato:
(Al2O3 . 3H2O + impurezas) + 2NaOH ----- 2NaAlO2 + 4H2O + "L.R."
• Para el monohidrato:
(Al2O3 . H2O + impurezas) + 2NaOH ------ 2NaAlO2 + 2H2O +...