produccion de aluminnio

Producción de Aluminio.
Para la obtención del aluminio se usan menas que contienen Al2O3. Entre estas están las:
1. Bauxitas: Las bauxitas contienen el equivalente a 30-57% de Al2O3 en forma de hidróxido de aluminio Al(OH)3 ; 17-35% de Fe2O3 ; 3-13% de SiO2 ; 2-4% de TiO2 ; hasta 3% de CaO y 10-18% de H2O
2. Nefelinas: Las nefelinas se producen en forma de colas, después del beneficio derocas de apatitas y contienen cerca de 30% de Al2O3 ; 20% de Na2O+K2O ; 40-45% de SiO2 ; 2-4% de CaO y 2-4% de Fe2O3.
3. Alunitas: Las alunitas contienen 20-21% Al2O3 ; 4.5-5% de Na2O+K2O ; 22-23% de SO3 ; 41-42% de SiO2 ; 4-5% de Fe2O3 y  6-7% de H2O.
4. Caolines.
Las menas principales para la producción de aluminio son las bauxitas y las nefelinas. Al usarse las nefelinas para la producción dealuminio se obtienen valiosos productos derivados; la potasa y la sosa caústica. El proceso tecnológico para la elaboración del aluminio se divide, en lo fundamental, en dos etapas: 
1. La obtención de la alúmina (Al2O3) a partir de la mena.
2. La obtención del aluminio a partir de la alúmina.

Obtención de la alúmina.
Para obtener la alúmina desde la mena se usan diferentes procedimientos, dosde los cuales son:
1)Tratamiento con sosa caústica.
2)Tratamiento con carbonatos.
Tratamiento con sosa caústica.
Este método es mas conveniente cuando la cantidad de de sílice (SiO2) es menor del 5% en la mena. Según este procedimiento, la bauxita se muele y se carga a unos autoclaves para su lixiviación. A los autoclaves de agrega una disolución de sosa caústica y se da vapor hasta unapresión de trabajo de 12 atm y una temperatura de 160-170oC.
La alúmina, que se encuentra en la bauxita en forma de hidróxido de aluminio, reacciona con la sosa y pasa a la disolución en forma de aluminato sódico (Na2O.Al2O3):
2Al(OH)3 + 2NaOH ==> Na2O.Al2O3 + 4H2O

Los óxidos de hierro presentes, no reaccionan y pasan a los lodos. La sílice reacciona con la sosa y pasa a la disolución en forma desilicato sódico (Na2O.SiO2):
SiO2 + 2Na(OH) ==> Na2O.SiO2 + H2O

El silicato sódico, actúa con el aluminato sódico en la disolución y forma el alumino-silicato sódico insoluble (Na2O.SiO2.2SiO2.2H2O):
Na2O.Al2O3 + 2Na2O.SiO2 + 4H2O ==> Na2O.SiO2.2SiO2.2H2O + 4NaOH

Como resultado de esta reacción, la disolución se limpia de sílice pero cierta cantidad de aluminio para a los precipitados.Finalmente se ha obtenido el aluminato sódico (Na2O.Al2O3) como una masa pastosa en el autoclave. Del autoclave se envía a un aparato de evaporación especial, donde la masa se enfría y se hidroliza el aluminato sódico para obtener el hidróxido de aluminio (Al(OH)3) cristalino precipitado. Este proceso se inocula con cristales de hidróxido de aluminio para servir de centros de cristalización.Na2O.Al2O3  + 4H2O NaOH + 2Al(OH)3
Finalmente se hace la calcinación a 1200oC del hidróxido obtenido en hornos rotatorios para convertirlo en alúmina (Al2O3):
2Al(OH)3 ==> Al2O3 + H2O
El rendimiento de alúmina a partir de la mena, por este procedimiento es cerca del 85%.



Tratamiento con carbonatos.
Las menas se trituran y se mezclan con carbonato de sodio y carbonato de calcio y se sinterizaa  1100oC, como resultado se obtiene el aluminato sódico sólido (Na2O.Al2O3), así como el silicato cálcico (CaO.SiO2) y la ferrita sódica (Fe2O3.Na2O), según las reacciones.
Al2O3 + Na2CO3  ==> Na2O.Al2O3 + CO2
2CaCO3 + SiO2 ==> CaO.SiO2 + 2CO2
2Fe2O3 + Na2CO3 ==> 2Fe2O3.Na2O + CO2
Después de la sinterización la masa se muele y se somete a la lixiviación, durante la cual pasan a la disolución elaluminato sódico (Na2O.Al2O3) y la ferrita sódica (2Fe2O3.Na2O), el silicato cálcico (CaO.SiO2) precipita, así como algunas otras impurezas. Con el tiempo posterior la ferrita sódica en disolución se hidroliza y forma hidróxido de hierro insoluble (Fe(OH)3) que precipita, y sosa cáustica (NaOH) que pasa a la disolución, según la reacción:
Fe2O3.Na2O + 4H2O ==> 2Fe(OH)3 +2NaOH
Luego el...