Q1: Procés de Bayer: passos clau per convertir la bauxita a l’alúmina
La bauxita triturada sofreix la digestió en una solució d’hidròxid de sodi de 140-300 graus a menys de 35 atm pressió.
Els òxids d'alumini es dissolen com a aluminat de sodi mentre que la sílice/ferro forma residus "fang vermell" insolubles.
Els dipòsits d’aclariment separen el licor embarassada del fang vermell mitjançant la sedimentació i la filtració.
La precipitació es produeix refredant el licor i afegint cristalls de llavors al (OH) ₃ per induir la cristal·lització.
Hidròxid de calcina rotativa a 1100 graus per produir fosa de fosa - alumina de grau (99,5% al₂o₃).
Q2: Hall - Héroult Electròlisi: Mecanisme principal de la producció d'alumini primari
L’alumina dissolta reacciona en l’electròlit basat en criolita - basat (Na₃alf₆ - Alf₃ - Caf₂) a 950 graus.
Els anodes de carboni oxiden a co₂, Habilitació de reducció: 2al₂o₃ + 3 C → 4al + 3 co₂.
L’alumini fos es recopila a carboni - inferior al càtode folrat amb un 93-95% d’eficiència actual.
Els alimentadors automàtics d'alúmina mantenen la concentració entre el 2-4% per evitar els efectes d'ànodes.
Cada alumini de tones mètriques consumeix 1,9 T al₂o₃, 0,45T anodes i 12,5-15 mWh.
P3: Efectes de l’ànode: causes i impactes ambientals en la fosa
ALUMINA GASHAN (<1.5%) triggers voltage spikes (>8V) i emissions de perfluorocarbon (PFC).
Cf₄ i C₂f₆ es formen mitjançant la reacció de l'anode: 4na₃alf₆ + 3 C → 4al + 12 NAF + 3 cf₄.
Els PFC presenten 7.390x (CF₄) i 12.200x (C₂f₆) CO₂ - potencial d'escalfament global equivalent.
Els sistemes d’alimentació de punts redueixen la freqüència d’efecte de l’ànode a<0.1 events/cell/day.
Les emissions globals de PFC van baixar un 85% des del 1990 a causa de l’automatització i el seguiment de processos.
P4: punts de referència de l'eficiència energètica per a les cèl·lules de reducció modernes
Industry - Les cèl·lules líders aconsegueixen 12.3-13.0 kWh/kg mitjançant una compensació de camp magnètic optimitzat.
Els prototips d'ànodes inerts (ceràmica Nife₂o₄) eliminen les emissions de co₂ però funcionen a 15kWh/kg.
El consum mitjà de la Xina és de 13.500 kWh/t (davant de 12.900 kWh/t de Rusal a Sibèria).
La recuperació de calor de residus capta un 50% d’energia tèrmica per a les xarxes de calefacció del districte.
La tecnologia Hydro's Hal4E+ arriba a 12,1 kWh/kg mitjançant anodes ranurats i control de tensió dinàmica.
P5: Gestió de fangs vermells: reptes en la utilització de residus de bauxita
Producció anual global: 180 milions de tones (pH 13, contingut en hidròxid de sodi 2-6%).
La tecnologia d’apilament en sec redueix el 50% la petjada d’emmagatzematge i evita els fracassos de la presa.
L’extracció de titani/terres rares aconsegueix un 20% de valorització de residus en plantes pilot xineses.
Bayer - El ciment del geopolímer consumeix un 8-12% de fang vermell com a font de sílice/alúmina.
La instal·lació Alpart de Jamaica utilitza lixiviació àcida per recuperar el 95% de NaOH i neutralitzar els residus.
