تُعد عملية باير لاستخراج الألومينا عملية كيميائية تُستخدم على نطاق واسع في الصناعة لإنتاج الألومينا من البوكسيت. والبوكسيت هو صخرة رسوبية تحتوي على نسبة عالية من الألومنيوم. وغالبًا ما يكون البوكسيت مغطى بطبقة من الصخور والطين يبلغ سمكها عدة أمتار، ويجب إزالتها أولاً قبل أن يتسنى استخراج البوكسيت.
اخترع المهندس النمساوي كارل جوزيف باير عملية باير في عام 1887. ويتمثل المبدأ الأساسي لهذه العملية في تحويل هيدروكسيد الألومنيوم إلى ألومينات الصوديوم باستخدام محلول هيدروكسيد الصوديوم المركز، ثم إعادة ترسيب هيدروكسيد الألومنيوم عن طريق التخفيف وإضافة بلورات بذرة من هيدروكسيد الألومنيوم. وتم إعادة استخدام محلول هيدروكسيد الصوديوم المتبقي لمعالجة الدفعة التالية من البوكسيت، مما أدى إلى تحقيق الإنتاج المستمر. واليوم، تُستخدم عملية باير لـ استخراج الألومينا يستخدمه 95% من شركات الألمنيوم في العالم.
عملية باير لاستخراج الألومينا
تُستخدم طريقة باير لمعالجة البوكسيت منخفض المحتوى من السيليكا. وتتميز هذه العملية ببساطتها وسهولة تشغيلها وجودة منتجاتها العالية. ويتم إنتاج ما يزيد عن 90% من أكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد الألومنيوم في العالم باستخدام طريقة باير.
تتضمن طريقة باير عمليتين رئيسيتين: في درجة الحرارة العادية، تبلغ النسبة المولية لأكسيد الصوديوم إلى الألومينا في محلول ألومينات الصوديوم 1.8. ما دام يتم إضافة هيدروكسيد الألومنيوم كبلورة بذرة مع التحريك، يمكن ترسيب أكسيد الألومنيوم الموجود في المحلول تدريجيًا على شكل هيدروكسيد الألومنيوم. وحتى ترتفع النسبة المولية لأكسيد الصوديوم إلى أكسيد الألومنيوم إلى 6، يكون معظم محلول هيدروكسيد الألومنيوم قد ترسب. وعند التسخين، يمكن أيضًا إذابة ماء الألومينا الموجود في البوكسيت. ويتصل الألومينا المذاب بهذه البلورات البذرة. وترسب جميع الشوائب من المحلول لتشكل بقايا تُسمى الطين الأحمر. ومن خلال استخدام هاتين العمليتين بالتناوب، يمكن معالجة البوكسيت دفعة تلو الأخرى، مما يتيح الحصول على منتجات هيدروكسيد الألومنيوم النقية.
يتم تحضير محلول ألومينات الصوديوم عن طريق إذابة الألومينا الموجودة في البوكسيت باستخدام محلول قلوٍّ، وذلك في ظل ظروف تبريد المحلول وإضافة بلورات البذرة والتقليب. وخلال هذه العملية، يذوب الألومنيوم في محلول الصودا الكاوية. والمنتج النهائي الناتج عن عملية باير هو الألومينا أو أكسيد الألومنيوم، الذي يتخذ شكل مسحوق أبيض.