Extracción de aluminio

Extracción del aluminio
En términos de escala de producción (cerca de 2 x 107 ton/año en todo el mundo) la electrólisis es segunda en importancia después del cloro-álcali. Puede ser obtenido y económicamente por anodización para corrosión retardada.
El aluminio es normalmente producido del mineral bauxita, el cual es un óxido de aluminio hidratado que contiene sílica y otros óxidos metálicos,particularmente hierro. Esta es convertida a alúmina pura usando el siguiente equilibrio:
Al2O3 x 3H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 4H2O
La bauxita triturada se disuelve bajo presión y se calienta en digestores Bayer con una solución de sosa cáustica concentrada gastada, proveniente de un ciclo previo, y con suficiente cal y carbonato de sodio. Se forma aluminato de sodio, y la sílice disuelta se precipitacomo silicato de sodio y aluminio.
El sólido sin disolver (lodo rojo) se separa de la solución de alúmina por filtración y lavado, y es enviada a la recuperación. Se emplean espesores y filtros Kelly o de tambor.
La solución de aluminato de sodio filtrada se hidroliza hasta obtener hidróxido de aluminato por enfriamiento.
El hidróxido de aluminio se calcina por calentamiento a 980 oC en unhorno rotatorio. La alúmina se enfría y se manda a la planta de reducción. La sosa cáustica diluida y filtrada del hidróxido de aluminio se concentra para volverla a utiliza.
El lodo rojo puede volver a emplearse para la recuperación de cantidades adicionales de alúmina. 1
1. Para incrementar la producción de aluminio se necesita una bauxita con la más baja cantidad de sílice posible, debido a queesta reacciona produciendo alumino silicato de sodio, el cual es insoluble y produce una perdida de alúmina, por lo tanto, de aluminio metálico, a pesar de que se puede recuperar del lodo rojo, la cantidad de alúmina que sé extraída del es pequeña.
El paso final es la producción de aluminio metálico por algún proceso electrolítico desde la reducción de alúmina con carbón, pero esta es sóloposible a altas temperaturas y la reacción inversa ocurre sobre el enfriamiento. 2
Por la química del aluminio, el medio electrolítico no puede ser agua; de hecho, casi toda la producción comercial del aluminio durante los últimos 90 años ha sido un medio de criolita fundida, Na3AlF6
Los pasos que siguen en la producción de aluminio metálico son:
* Se instala o se reemplaza el recubrimiento de lacelda
* Se manufacturan los ánodos de carbono y se usan en la celda 3
* Se prepara el baño de criolita y se controla su composición
* Se disuelve la alúmina en el baño de criolita fundida
* La solución de aluminio en la criolita fundida es electrolizada para formar aluminio metálico, que sirve como cátodo.
* El electrodo de carbono es oxidado por el oxigeno liberado
* Elaluminio fundido se extrae de las celdas, aleado (si se desea), fundido en lingotes y enfriado.
Las celdas electrolíticas son contenedores gigantes de acero en forma de caja. Dentro de cada uno hay un compartimiento catódico recubierto con una mezcla apisonada de brea y carbón de antracita o coque, cocida ahí mismo por el paso de la corriente eléctrica, o con bloques catódicos precocidos pegadosunos con otros. Esta cavidad del compartimiento catódico puede tener entre 30 y 50 cm. De profundidad, y hasta 3 de ancho 9 de largo, dependiendo del tipo de celda y de la carga para la que fue diseñada. El espesor del recubrimiento de la cavidad varía entre 15 y 25 cm en los lados, y entre 26 y 46 en el fondo, El aislamiento térmico, que consiste en ladrillos refractarios, bloques de asbesto, uotros materiales semejantes, se coloca entre el recubrimiento de la cavidad y la celda de acero. En el área del fondo del recubrimiento de la cavidad se empotran unas barras grandes, de acero, que sirven como colectores de corriente catódica, y continúan hacia fuera a través de unas aberturas en la coraza para conectarse con la barra del cátodo. Los recubrimientos de las celdas duran entre 2 y 4...