Atualmente, existem três processos principais para a produção de alumina em todo o mundo: o processo Bayer, o processo de sinterização e o processo combinado de{0}sinterização Bayer. O processo Bayer detém uma posição dominante, respondendo por mais de 95% da produção global de alumina. No meu país, a proporção de alumina produzida através do processo Bayer também é superior a 90% e esta proporção está a aumentar gradualmente.
1.1 Fluxo do Processo Bayer
O processo básico de produção de alumina usando o processo Bayer inclui preparação de pasta de minério bruto, lixiviação de alta-pressão, diluição da pasta de minério lixiviado e separação e lavagem de lama vermelha, decomposição de cristal de semente, separação e lavagem de hidróxido de alumínio, calcinação de hidróxido de alumínio, evaporação do licor-mãe e caustificação com carbonato de sódio monohidratado.
Após a britagem, a bauxita é moída com cal e licor-mãe de evaporação de sementes (licor-mãe circulante) para formar uma pasta de minério bruto. Em seguida, o Al2O3 é lixiviado do minério em alta temperatura, produzindo uma pasta de minério lixiviado composta por solução de aluminato de sódio e resíduo insolúvel (lama vermelha). A lama é diluída com líquido de lavagem de lama vermelha e, em seguida, a solução de aluminato de sódio e a lama vermelha são separadas em um tanque de decantação. A lama vermelha é lavada e descarregada em um estoque de lama vermelha. A solução purificada de aluminato de sódio é decomposta pela adição de cristais de sementes de hidróxido de alumínio, precipitando o hidróxido de alumínio. Após a separação do licor-mãe, o hidróxido de alumínio é lavado e calcinado para obter a alumina acabada. O licor-mãe e o líquido de lavagem são evaporados e concentrados e retornados para dissolver o próximo lote de bauxita. Durante a evaporação do licor-mãe, uma certa quantidade de Na₂CO₃·H₂O cristaliza e precipita do licor-mãe. Este é separado e caustificado com Ca(OH)₂ para formar uma solução de NaOH, que é então enviada ao moinho úmido para dosagem junto com o licor-mãe evaporado.
1.2 Fluxo do processo de sinterização de cal sodada
Antes do processo Bayer, a alumina era obtida principalmente por sinterização. No entanto, devido à má qualidade da alumina acabada produzida por sinterização, ao processo complexo e ao alto consumo de calor, o método de sinterização foi gradualmente eliminado após o advento do processo Bayer.
a bauxita do meu país é do tipo gibbsita monohidratada, com teor relativamente baixo. Portanto, nos estágios iniciais, a produção de alumina foi alcançada principalmente usando o método de sinterização de cal sodada-ou o processo combinado de sinterização-da Bayer. Com as melhorias tecnológicas, o processo Bayer tornou-se gradualmente dominante.
O processo de sinterização de cal sodada para produção de alumina inclui principalmente preparação de matéria-prima, sinterização, lixiviação de clínquer, dessilicação, decomposição por carbonatação, calcinação e evaporação do licor-mãe de decomposição.
Etapa de preparação da matéria-prima: A farinha crua de bauxita consiste em bauxita, calcário (ou cal), carbonato de sódio novo (usado para compensar perdas de álcalis no processo), licor-mãe reciclado e outros materiais reciclados.
Estágio de sinterização: sinterização-de alta temperatura da farinha crua para produzir clínquer contendo principalmente aluminato de sódio, ferrita de sódio e ortossilicato de cálcio.
Lixiviação de clínquer: Transferência do aluminato de sódio do clínquer para uma solução, separando e lavando os resíduos insolúveis (lama vermelha).
Dessilicação: separação de compostos insolúveis da sílica que entra na solução para produzir um concentrado de aluminato de sódio com alto índice de-sílica-.
Decomposição de carbonatação: A solução de aluminato de sódio é decomposta com CO2. O hidróxido de alumínio precipitado é separado do licor-mãe de carbonato de sódio e o hidróxido de alumínio é lavado. Uma porção da solução sofre decomposição de cristal semente para obter uma solução alcalina cáustica necessária para certas condições de processo.
Calcinação: O hidróxido de alumínio é calcinado em alumina.
Evaporação do licor-mãe em decomposição: O excesso de água é removido durante a evaporação. O licor-mãe reciclado obtido após a evaporação é utilizado para preparar a pasta de matéria-prima.
1.3 Bayer-Fluxo de processo combinado de sinterização
Além do processo Bayer e do processo de sinterização, o processo combinado de-sinterização Bayer também desempenhou um papel importante na produção de alumina em meu país. Dependendo da composição química, composição mineral e outras condições da bauxita, o processo combinado é dividido em três processos básicos: paralelo, série e híbrido. Entre elas, as empresas chinesas de alumina utilizam principalmente o processo híbrido.
O processo híbrido é um método que combina os processos em série e paralelos. O processo híbrido exige que a proporção de alumínio-silício do clínquer de lama vermelha não seja inferior a 2,3. Uma planta de processo híbrida pode ser considerada como uma combinação de uma planta de processo em série e uma planta de processo de sinterização. Ao produzir uma porção de hidróxido de alumínio por meio do fracionamento de carbono, a capacidade de produção do processo Bayer e do processo de sinterização pode ser ajustada de forma flexível.