Trenutno po vsem svetu obstajajo trije glavni postopki za proizvodnjo aluminijevega oksida: Bayerjev postopek, postopek sintranja in Bayerjev-kombinirani postopek sintranja. Bayerjev proces ima prevladujoč položaj, saj predstavlja več kot 95 % svetovne proizvodnje aluminijevega oksida. V moji državi je delež aluminijevega oksida, proizvedenega po Bayerjevem postopku, tudi nad 90 % in ta delež postopoma narašča.
1.1 Potek Bayerjevega procesa
Osnovni postopek proizvodnje aluminijevega oksida z Bayerjevim postopkom vključuje pripravo gošče surove rude, visoko{0}}tlačno luženje, redčenje gošče izlužene rude ter ločevanje in izpiranje rdečega blata, razgradnjo kalibrov, ločevanje in izpiranje aluminijevega hidroksida, kalcinacijo aluminijevega hidroksida, izhlapevanje matične lužnice in kavstifikacijo z natrijevim karbonatom monohidratom.
Po drobljenju se boksit zmelje z apnom in matično lužnico izhlapevanja semena (krožeča matična lužnica), da nastane gošča surove rude. Nato se Al2O3 izluži iz rude pri visoki temperaturi, pri čemer nastane gošča izlužene rude, sestavljena iz raztopine natrijevega aluminata in netopnega ostanka (rdeče blato). Gnojnica se razredči s tekočino za pranje rdečega blata, nato pa se raztopina natrijevega aluminata in rdeče blato ločita v usedalni posodi. Rdeče blato se opere in odloži v skladišče rdečega blata. Očiščena raztopina natrijevega aluminata se razgradi z dodajanjem kristalov zarodkov aluminijevega hidroksida, pri čemer se obori aluminijev hidroksid. Po ločitvi od matične lužnice se aluminijev hidroksid spere in kalcinira, da dobimo končni aluminijev oksid. Matična lužnica in izpiralna tekočina se uparita in koncentrirata ter vrneta, da se raztopi naslednja serija boksita. Med izhlapevanjem matične lužnice določena količina Na₂CO3·H₂O kristalizira in se obori iz matične lužnice. To se loči in kavsticira s Ca(OH)₂, da nastane raztopina NaOH, ki se nato pošlje v mokri mlin za doziranje skupaj z uparjeno matično lužnico.
1.2 Potek postopka sintranja natrij-apna
Pred Bayerjevim postopkom so aluminijev oksid pridobivali predvsem s sintranjem. Vendar pa je bila zaradi slabe kakovosti končnega aluminijevega oksida, proizvedenega s sintranjem, zapletenega postopka in velike porabe toplote, po pojavu Bayerjevega postopka metoda sintranja postopoma opuščena.
boksit moje države je monohidratnega tipa gibsita z relativno nizko stopnjo. Zato je bila v zgodnjih fazah proizvodnja aluminijevega oksida v glavnem dosežena z metodo sintranja natrijevega-apna ali kombiniranim postopkom sintranja Bayer-. S tehnološkimi izboljšavami je Bayerjev postopek postopoma prevladoval.
Postopek sintranja natrijevega{0}}apna za proizvodnjo aluminijevega oksida vključuje predvsem pripravo surovin, sintranje, izpiranje klinkerja, desilikacijo, razgradnjo karbonizacije, kalcinacijo in izhlapevanje matične lužnice razgradnje.
Stopnja priprave surovin: Boksitna surova moka je sestavljena iz boksita, apnenca (ali apna), novega natrijevega pepela (ki se uporablja za nadomestilo izgub alkalij v procesu), reciklirane matične lužnice in drugih recikliranih materialov.
Stopnja sintranja: visoko{0}}temperaturno sintranje surove moke za proizvodnjo klinkerja, ki v glavnem vsebuje natrijev aluminat, natrijev ferit in kalcijev ortosilikat.
Izpiranje klinkerja: Prenos natrijevega aluminata iz klinkerja v raztopino, ločevanje in izpiranje netopnih ostankov (rdeče blato).
Razsiljenje: ločevanje netopnih spojin iz silicijevega dioksida, ki vstopa v raztopino, da se proizvede koncentrat natrijevega aluminata z visokim-silicijevim-indeksom.
Karbonacijska razgradnja: Raztopina natrijevega aluminata se razgradi s CO2. Oborjeni aluminijev hidroksid se loči od matične lužnice natrijevega karbonata in aluminijev hidroksid se spere. Del raztopine je podvržen razgradnji začetnega kristala, da dobimo raztopino jedke alkalije, ki je potrebna za določene procesne pogoje.
Žganje: Aluminijev hidroksid se kalcinira v aluminijev oksid.
Izhlapevanje matične lužnice razgradnje: Odvečna voda se odstrani med izhlapevanjem. Reciklirana matična lužnica, pridobljena po uparjenju, se uporablja za pripravo gnojevke surovin.
1.3 Bayerjev-potek kombiniranega procesa sintranja
Poleg Bayerjevega postopka in postopka sintranja je Bayerjev-kombinirani postopek sintranja prav tako igral pomembno vlogo pri proizvodnji aluminijevega oksida v moji državi. Glede na kemično sestavo, mineralno sestavo in druge pogoje boksita kombinirani proces nadalje delimo na tri osnovne procese: vzporedni, serijski in hibridni. Med njimi kitajska podjetja aluminijevega oksida uporabljajo predvsem hibridni postopek.
Hibridni proces je metoda, ki združuje serijske in vzporedne procese. Hibridni postopek zahteva, da razmerje med aluminijem-silicijem v klinkerju iz rdečega blata ni manjše od 2,3. Hibridno procesno napravo lahko obravnavamo kot kombinacijo serijske procesne naprave in sintralne naprave. S proizvodnjo dela aluminijevega hidroksida s frakcioniranjem ogljika je mogoče prilagodljivo prilagoditi proizvodno zmogljivost Bayerjevega postopka in procesa sintranja.