Actualmente, existen tres procesos principales para producir alúmina en todo el mundo: el proceso Bayer, el proceso de sinterización y el proceso combinado de sinterización Bayer-. El proceso Bayer ocupa una posición dominante y representa más del 95% de la producción mundial de alúmina. En mi país, la proporción de alúmina producida mediante el proceso Bayer también supera el 90% y esta proporción está aumentando gradualmente.
1.1 Flujo del proceso de Bayer
El proceso básico de producción de alúmina mediante el proceso Bayer incluye la preparación de lechada de mineral crudo, lixiviación a alta-presión, dilución de la lechada de mineral lixiviado y separación y lavado de lodo rojo, descomposición de cristales semilla, separación y lavado de hidróxido de aluminio, calcinación de hidróxido de aluminio, evaporación de aguas madre y caustificación con carbonato de sodio monohidrato.
Después de la trituración, la bauxita se muele con cal y licor madre de evaporación de semillas (licor madre circulante) para formar una suspensión de mineral crudo. Luego, se lixivia Al2O3 del mineral a alta temperatura, lo que produce una suspensión de mineral lixiviado compuesta de una solución de aluminato de sodio y un residuo insoluble (lodo rojo). La suspensión se diluye con líquido de lavado de lodo rojo y luego la solución de aluminato de sodio y el lodo rojo se separan en un tanque de sedimentación. El lodo rojo se lava y se descarga en una pila de lodo rojo. La solución de aluminato de sodio purificada se descompone agregando cristales semilla de hidróxido de aluminio, precipitando hidróxido de aluminio. Después de la separación de las aguas madre, el hidróxido de aluminio se lava y se calcina para obtener la alúmina terminada. Las aguas madre y el líquido de lavado se evaporan, se concentran y se devuelven para disolver el siguiente lote de bauxita. Durante la evaporación de las aguas madres, una cierta cantidad de Na₂CO₃·H₂O cristaliza y precipita de las aguas madres. Este se separa y se caustifica con Ca(OH)₂ para formar una solución de NaOH, que luego se envía al molino húmedo para dosificarlo junto con las aguas madre evaporadas.
1.2 Flujo del proceso de sinterización de cal soda-
Antes del proceso Bayer, la alúmina se obtenía principalmente mediante sinterización. Sin embargo, debido a la mala calidad de la alúmina terminada producida mediante sinterización, el complejo proceso y el alto consumo de calor, el método de sinterización fue gradualmente eliminado después de la llegada del proceso Bayer.
La bauxita de mi país es del tipo gibbsita monohidratada, de ley relativamente baja. Por lo tanto, en las primeras etapas, la producción de alúmina se lograba principalmente mediante el método de sinterización de cal sodada-o el proceso combinado de sinterización de Bayer-. Con las mejoras tecnológicas, el proceso de Bayer se ha vuelto gradualmente dominante.
El proceso de sinterización de cal soda-para la producción de alúmina incluye principalmente la preparación de materia prima, sinterización, lixiviación de clínker, desilicación, descomposición por carbonatación, calcinación y evaporación del licor madre de descomposición.
Etapa de preparación de la materia prima: La harina cruda de bauxita consiste en bauxita, piedra caliza (o cal), carbonato de sodio nuevo (utilizado para compensar las pérdidas de álcali en el proceso), licor madre reciclado y otros materiales reciclados.
Etapa de sinterización: sinterización a alta-temperatura de la harina cruda para producir clínker que contiene principalmente aluminato de sodio, ferrita de sodio y ortosilicato de calcio.
Lixiviación de clinker: Transferir aluminato de sodio del clinker a una solución, separando y lavando los residuos insolubles (lodo rojo).
Desilicación: Separación de compuestos insolubles de la sílice que ingresa a la solución para producir un concentrado de aluminato de sodio de alto-sílice-.
Descomposición por carbonatación: la solución de aluminato de sodio se descompone con CO2. El hidróxido de aluminio precipitado se separa de las aguas madres de carbonato de sodio y el hidróxido de aluminio se lava. Una porción de la solución sufre descomposición de cristales semilla para obtener una solución alcalina cáustica necesaria para ciertas condiciones del proceso.
Calcinación: El hidróxido de aluminio se calcina para obtener alúmina.
Evaporación de las aguas madres de descomposición: El exceso de agua se elimina durante la evaporación. Las aguas madre recicladas obtenidas después de la evaporación se utilizan para preparar la suspensión de materia prima.
1.3 Bayer-Flujo del proceso combinado de sinterización
Además del proceso Bayer y el proceso de sinterización, el proceso combinado de sinterización Bayer-también ha desempeñado un papel importante en la producción de alúmina en mi país. Dependiendo de la composición química, la composición mineral y otras condiciones de la bauxita, el proceso combinado se divide en tres procesos básicos: paralelo, en serie e híbrido. Entre ellas, las empresas chinas de alúmina utilizan principalmente el proceso híbrido.
El proceso híbrido es un método que combina los procesos en serie y paralelo. El proceso híbrido requiere que la proporción de aluminio-silicio del clinker de lodo rojo no sea inferior a 2,3. Una planta de proceso híbrida puede considerarse como una combinación de una planta de proceso en serie y una planta de proceso de sinterización. Al producir una porción de hidróxido de aluminio mediante fraccionamiento con carbono, la capacidad de producción del proceso Bayer y del proceso de sinterización se pueden ajustar de manera flexible.