נכון לעכשיו, ישנם שלושה תהליכים עיקריים לייצור אלומינה ברחבי העולם: תהליך באייר, תהליך הסינטר והתהליך המשולב של באייר-ההלבנה. תהליך באייר מחזיק בעמדה דומיננטית, המהווה למעלה מ-95% מייצור האלומינה העולמי. במדינה שלי, גם שיעור האלומינה המיוצרת בתהליך באייר הוא מעל 90%, ושיעור זה הולך וגדל בהדרגה.
1.1 זרימת תהליך באייר
התהליך הבסיסי של ייצור אלומינה תוך שימוש בתהליך באייר כולל הכנת תמיסת עפרות גולמית, שטיפת-בלחץ גבוה, דילול של תמיסת העפרות השטופה והפרדה ושטיפת בוץ אדום, פירוק גבישי זרעים, הפרדה ושטיפת אלומיניום הידרוקסיד, סידוד של אלומיניום הידרוקסיד וסודר פחמן עם סודר פחמן. מונוהידראט.
לאחר הריסוק, בוקסיט נטחן עם שיכר אם לאידוי סיד וזרעים (שיכר אם במחזור) ליצירת עפרות גולמיות. לאחר מכן, Al2O3 שוטף מהעפרה בטמפרטורה גבוהה, ומניב תמיסת עפרות שטופה המורכבת מתמיסת נתרן אלומינאט ושאריות בלתי מסיסות (בוץ אדום). התמיסה מדוללת בנוזל כביסה בוץ אדום, ולאחר מכן מופרדים תמיסת הנתרן אלומינאט והבוץ האדום במיכל שיקוע. הבוץ האדום נשטף ומוזרם למאגר בוץ אדום. תמיסת הנתרן אלומינאט המטוהרת מפורקת על ידי הוספת גבישי זרעי אלומיניום הידרוקסיד, מזרזת אלומיניום הידרוקסיד. לאחר ההפרדה משקה האם, האלומיניום הידרוקסיד נשטף ומסייד לקבלת האלומינה המוגמרת. משקה האם ונוזל הכביסה מתאדים ומרוכזים ומוחזרים להמסת המנה הבאה של הבוקסיט. במהלך האידוי של משקה האם, כמות מסוימת של Na₂CO₃·H₂O מתגבשת ומושקעת מאלכוהול האם. זה מופרד ומצרב עם Ca(OH)₂ ליצירת תמיסת NaOH, אשר נשלחת לאחר מכן לטחנה הרטובה להצטיידות יחד עם שיכר האם המאוד.
1.2 זרימת תהליך סינטרית סודה-סיד
לפני תהליך באייר, אלומינה הושגה בעיקר באמצעות סינטר. עם זאת, בשל האיכות הירודה של האלומינה המוגמרת המופקת בסינטר, התהליך המורכב וצריכת החום הגבוהה, שיטת הסינטר הופסקה בהדרגה לאחר הופעת תהליך באייר.
הבוקסיט של ארצי הוא מסוג מונוהידראט גיבסיט, עם ציון נמוך יחסית. לכן, בשלבים המוקדמים, ייצור האלומינה הושג בעיקר בשיטת סינטר הסיד -או בתהליך המשולב של באייר-. עם שיפורים טכנולוגיים, תהליך באייר הפך בהדרגה לדומיננטי.
תהליך סינת הסיד -ליים לייצור אלומינה כולל בעיקר הכנת חומרי גלם, סינטר, שטיפת קלינקר, התייבשות, פירוק פחמימה, סידוד ואידוי של אלכוהול האם המפורק.
שלב הכנת חומרי הגלם: ארוחת הגלם של הבוקסיט מורכבת מבוקסיט, אבן גיר (או סיד), אפר סודה חדש (המשמש לפיצוי על הפסדי אלקלי בתהליך), משקה אם ממוחזר וחומרים ממוחזרים אחרים.
שלב הסינון: סינון-בטמפרטורה גבוהה של הארוחה הגולמית לייצור קלינקר המכיל בעיקר נתרן אלומינאט, נתרן פריט ואורתוסיליקט סידן.
שטיפת קלינקר: העברת נתרן אלומינאט מהקלינקר לתמיסה, הפרדה ושטיפה של שאריות בלתי מסיסות (בוץ אדום).
התייבשות: הפרדת תרכובות בלתי מסיסות מהסיליקה הנכנסת לתמיסה כדי לייצר תרכיז נתרן אלומינאט -סיליקה- גבוה.
פירוק פחמן: תמיסת נתרן אלומינאט מתפרקת עם CO2. הידרוקסיד האלומיניום המשוקע מופרד משקה האם הנתרן קרבונט, והאלומיניום הידרוקסיד נשטף. חלק מהתמיסה עובר פירוק גבישי זרעים כדי לקבל תמיסה אלקלית קאוסטית הנדרשת לתנאי תהליך מסוימים.
סידוד: אלומיניום הידרוקסיד מבורך לאלומינה.
אידוי של ליקר אם בפירוק: עודפי מים מוסרים במהלך האידוי. משקאות האם הממוחזרים המתקבלים לאחר אידוי משמשים להכנת תמיסת חומר גלם.
1.3 באייר-זרימת תהליך משולבת סינרינג
מלבד תהליך ה-Bayer ותהליך ה-Sintering, לתהליך ה-Bayer{0}}ההלבנה המשולב יש גם תפקיד חשוב בייצור האלומינה בארצי. בהתאם להרכב הכימי, הרכב המינרלים ושאר התנאים של הבוקסיט, התהליך המשולב מחולק לשלושה תהליכים בסיסיים: מקביל, סדרה והיברידית. ביניהם, מפעלי אלומינה סיניים משתמשים בעיקר בתהליך ההיברידי.
התהליך ההיברידי הוא שיטה המשלבת את התהליכים הסדרתיים והמקבילים. התהליך ההיברידי דורש שיחס הסיליקון האלומיניום- של קלינקר הבוץ האדום יהיה לא פחות מ-2.3. מפעל תהליך היברידי יכול להיחשב כשילוב של מפעל תהליך סדרתי ומפעל תהליך סינטר. על ידי ייצור חלק מאלומיניום הידרוקסיד באמצעות פיצול פחמן, ניתן להתאים באופן גמיש את כושר הייצור של תהליך באייר ותהליך הסינטר.