Alümina elde edilmesinde kullanılan Bayer yöntemi, endüstride boksitten alümina üretmek için yaygın olarak kullanılan bir kimyasal işlemdir. Boksit, yüksek alüminyum içeriğine sahip bir tortul kayadır. Boksit genellikle birkaç metre kalınlığında kaya ve kil tabakasıyla kaplıdır; boksitin çıkarılabilmesi için öncelikle bu tabakaların kaldırılması gerekir.
Bayer yöntemi, 1887 yılında Avusturyalı mühendis Karl Joseph Bayer tarafından icat edilmiştir. Temel prensip, alüminyum hidroksiti konsantre sodyum hidroksit çözeltisiyle sodyum alüminata dönüştürmek ve alüminyum hidroksit tohum kristalleri ekleyip seyreltme yoluyla alüminyum hidroksiti yeniden çöktürmektir. Kalan sodyum hidroksit çözeltisi, bir sonraki boksit partisini işlemek için yeniden kullanılarak sürekli üretim sağlanmıştır. Günümüzde, Bayer prosesi alümina çıkarma Dünya çapında 95% numaralı alüminyum şirketleri tarafından kullanılmaktadır.
Alümina Çıkarımı için Bayer Yöntemi
Bayer yöntemi, silika içeriği düşük boksitin işlenmesinde kullanılır. Proses basittir, işletimi kolaydır ve ürün kalitesi yüksektir. Dünyada üretilen alüminyum oksit ve alüminyum hidroksitin 90%’sinden fazlası Bayer yöntemiyle üretilmektedir.
Bayer yöntemi iki ana aşamadan oluşur: Normal sıcaklıkta, sodyum alüminat çözeltisindeki sodyum oksit ile alümina arasındaki molar oranı 1,8’dir. Tohum kristali olarak alüminyum hidroksit eklenip karıştırıldığı sürece, çözeltideki alüminyum oksit kademeli olarak alüminyum hidroksit olarak çökelebilir. Sodyum oksit ile alüminyum oksit arasındaki molar oran 6'ya yükselene kadar, alüminyum hidroksit çözeltisinin büyük bir kısmı çökelmiştir. Isıtıldığında, boksit içindeki alümina suyunu da çözebilir. Çözünen alümina, bu tohum kristallerine yapışır. Tüm safsızlıklar çözeltiden çökelerek kırmızı çamur adı verilen bir kalıntı oluşturur. Bu iki işlemi dönüşümlü olarak kullanarak, boksit parti parti işlenebilir ve buradan saf alüminyum hidroksit ürünleri elde edilebilir.
Sodyum alüminat çözeltisi, boksit içindeki alüminanın kostik çözelti ile çözülmesi yoluyla hazırlanır. Bu işlem, çözeltinin soğutulması, tohum kristallerinin eklenmesi ve karıştırılması koşulları altında gerçekleştirilir. Bu süreçte alüminyum, kostik soda çözeltisi içinde çözünür. Bayer yöntemiyle elde edilen nihai ürün, beyaz toz görünümünde olan alüminadır ya da alüminyum oksittir.