Metalurgia

PROCESO BAYER

Este es el principal proceso para obtener alúmina a partir de la bauxita. Fue patentada por el austriaco Karl Bayer en el año de 1889, este proceso se fue imponiendo y fue a partir de los 60’s que fue la única fuente industrial de alúmina y por lo tanto de aluminio del mundo.

EL PROCESO

Se trata de básicamente reacciones químicas que permiten separar la alúmina de las otros elementos contenidos en la bauxita.

BAUXITA

Lo primero que se hace es triturar la bauxita para luego lavar con una solución caliente de hidróxido sódico, llamado sosa. La sosa disuelve los minerales de aluminio más no los otros componentes de la bauxita. Esta etapa se le llama “digestión”.

La temperatura de la digestión depende de la composición de la bauxita. Esta puede oscilar entre los 140°C y los 240°C.

Después de esto, se eliminan los sólidos no disueltos por medio de un decantador seguido de unos filtros que terminan de eliminar las impurezas. Los sólidos recogidos en el decantador que son llamados “lodo rojo”, se vuelven a tratar para recuperar la sosa no reaccionada.

La solución de Al, libre de impurezas, es precipitada de forma controlada para obtener hidróxido de aluminio puro. Para favorecer la cristalización se opera a baja temperatura y se “siembra” la solución con partículas de hidróxido de sodio.

La solución de sosa libre de partículas de aluminio se concentra en unos vapores y se recicla al comienzo del proceso.

Por último, el hidróxido se calienta a unos 1050°C, en una operación llamada calcinación para convertirlo en alúmina, liberando vapor de agua al mismo tiempo.

La alúmina obtenida se utiliza principalmente para obtener aluminio mediante electrolisis.

PROCESO DE ELECTROLISIS

Es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad.

Fue descubierta accidentalmente en 1800 por William Nicholson mientras estudiaba el funcionamiento de las baterías. Entre los años 1833 y 1836 el físico y químico Michael Faraday, desarrollo las leyes de la electrolisis que llevan su nombre y acuño los términos.

PROCESO

Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergida en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el conectado al negativo como cátodo.

Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo).

La manera más fácil de recordar toda esta terminología es fijándose en la raíz griega de las palabras. Odos significa camino. Electrodo es el camino por el que van los electrones. Catha significa hacia abajo (catacumba, catástrofe). Cátodo es el camino por donde caen los electrones. Anas significa hacia arriba. Ánodo es el camino por el que ascienden los electrones. Ion significa caminante. Anión se dirige al ánodo y catión se dirige al cátodo. La nomenclatura se utiliza también en pilas. Una forma fácil también de recordar la terminología es teniendo en cuenta la primera letra de cada electrodo y asociarla al proceso que en él ocurre; es decir: en el ánodo se produce la oxidación (las dos palabras empiezan con vocales) y en el cátodo la reducción (las dos palabras comienzan con consonantes).

La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica.

En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre éstos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-).

En definitiva lo que ocurre es una reacción de oxidación – reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria.

ELECTRÓLISIS DEL AGUA

Si el agua no es destilada, la electrólisis no sólo separa el oxígeno y el hidrógeno, sino los demás componentes que estén presentes como sales, metales y algunos otros minerales (lo que hace que el agua conduzca la electricidad no es el puro H2O, sino que son los minerales. Si el agua estuviera destilada y fuera 100% pura, no tendría conductividad.)

Es importante hacer varias consideraciones:

• Nunca deben unirse los electrodos, ya que la corriente eléctrica no va a conseguir el proceso y la batería se sobrecalentará y quemará.

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