V současnosti existují na celém světě tři hlavní procesy výroby oxidu hlinitého: Bayerův proces, slinovací proces a Bayer{0}}slinovací kombinovaný proces. Proces Bayer má dominantní postavení a představuje více než 95 % celosvětové produkce oxidu hlinitého. V mé zemi je podíl oxidu hlinitého vyrobeného pomocí Bayerova procesu také přes 90 % a tento podíl se postupně zvyšuje.
1.1 Tok procesu Bayer
Základní proces výroby oxidu hlinitého Bayerovým procesem zahrnuje přípravu surové rudné kaše, vysokotlaké loužení, ředění vyluhované rudné kaše a separaci a promývání červeného kalu, rozklad zárodečných krystalů, separaci a promývání hydroxidu hlinitého, kalcinaci hydroxidu hlinitého, odpařování matečného louhu monohydrátem a kaustikum sodným
Po rozdrcení se bauxit mele s vápnem a matečným louhem z odpařování semen (cirkulující matečný louh) za vzniku suspenze surové rudy. Poté se Al2O3 vyluhuje z rudy při vysoké teplotě, čímž se získá suspenze vyluhované rudy složená z roztoku hlinitanu sodného a nerozpustného zbytku (červené bahno). Kaše se zředí promývací kapalinou s červeným kalem a poté se roztok hlinitanu sodného a červené kaly oddělí v usazovací nádrži. Červené bahno se promyje a vypustí do zásoby červeného bahna. Vyčištěný roztok hlinitanu sodného se rozloží přidáním zárodečných krystalů hydroxidu hlinitého, přičemž se vysráží hydroxid hlinitý. Po oddělení od matečného louhu se hydroxid hlinitý promyje a kalcinuje za získání hotového oxidu hlinitého. Matečný louh a promývací kapalina se odpaří a zahustí a vrátí se, aby se rozpustila další dávka bauxitu. Během odpařování matečného louhu určité množství Na2CO3·H2O krystalizuje a vysráží se z matečného louhu. Ten se oddělí a kaustifikuje Ca(OH)2 za vzniku roztoku NaOH, který se pak posílá do mokrého mlýna k dávkování spolu s odpařeným mateřským louhem.
1.2 Průtok procesu slinování sod-vápna
Před Bayerovým procesem se oxid hlinitý získával hlavně slinováním. Vzhledem ke špatné kvalitě hotového oxidu hlinitého vyrobeného slinováním, složitému procesu a vysoké spotřebě tepla byl však po nástupu Bayerova procesu postup slinování postupně vyřazen.
bauxit v mé zemi je typu monohydrátu gibbsitu s relativně nízkou kvalitou. Proto se v raných fázích výroby oxidu hlinitého dosahovalo hlavně pomocí metody slinování sodnovápenatého vápna nebo kombinovaného procesu Bayer-slinování. S technologickými vylepšeními se Bayerův proces postupně stal dominantním.
Proces slinování sodnovápenatého vápna pro výrobu oxidu hlinitého zahrnuje hlavně přípravu suroviny, slinování, louhování slínku, desilikaci, karbonatační rozklad, kalcinaci a odpařování rozkladného matečného louhu.
Fáze přípravy suroviny: Bauxitová surová moučka se skládá z bauxitu, vápence (nebo vápna), nové sody (používané ke kompenzaci ztrát alkálií v procesu), recyklovaného matečného louhu a dalších recyklovaných materiálů.
Fáze slinování: Vysokoteplotní slinování surové moučky za účelem výroby slínku obsahujícího převážně hlinitan sodný, ferit sodný a ortokřemičitan vápenatý.
Vyluhování slínku: Převedení hlinitanu sodného ze slínku do roztoku, oddělení a praní nerozpustných zbytků (červené bahno).
Desilikace: Oddělování nerozpustných sloučenin z oxidu křemičitého vstupujícího do roztoku za vzniku koncentrátu hlinitanu sodného s vysokým -oxidem-indexem.
Karbonatační rozklad: Roztok hlinitanu sodného se rozkládá pomocí CO2. Vysrážený hydroxid hlinitý se oddělí od matečného louhu uhličitanu sodného a hydroxid hlinitý se promyje. Část roztoku podléhá rozkladu očkovacích krystalů, aby se získal žíravý alkalický roztok potřebný pro určité podmínky procesu.
Kalcinace: Hydroxid hlinitý se kalcinuje na oxid hlinitý.
Odpařování rozkladného matečného louhu: Přebytečná voda se odstraňuje během odpařování. Recyklovaný matečný louh získaný po odpaření se používá k přípravě kaše surovin.
1.3 Bayer-Tok kombinovaného procesu slinování
Kromě Bayerova procesu a procesu spékání hraje důležitou roli při výrobě oxidu hlinitého v mé zemi také Bayer-kombinovaný proces slinování. V závislosti na chemickém složení, minerálním složení a dalších podmínkách bauxitu se kombinovaný proces dále dělí na tři základní procesy: paralelní, sériový a hybridní. Mezi nimi čínské podniky vyrábějící oxid hlinitý využívají hlavně hybridní proces.
Hybridní proces je metoda, která kombinuje sériové a paralelní procesy. Hybridní proces vyžaduje, aby poměr hliníku- křemíku v červeném kalovém slínku nebyl menší než 2,3. Hybridní procesní závod lze považovat za kombinaci sériového zpracovatelského závodu a slinovacího závodu. Produkcí části hydroxidu hlinitého pomocí uhlíkové frakcionace lze flexibilně upravit výrobní kapacitu Bayerova procesu a procesu slinování.