Metalurgia

Actividad 1

Semana 1

1. Consulta

Para esta primera semana, le invitamos a que consulte los enlaces externos que se relacionan a continuación y realice una descripción tanto del proceso Bayer como del proceso electrolítico para la obtención Aluminio.

Enlaces externos:

■ http://es.wikipedia.org/wiki/aluminio

■ www.confemetal.es

PROCESO BAYER

El proceso Bayer es el principal método industrial para producir alúmina a partir de bauxita. Patentado por el austriaco Karl Bayer en1889 y basado en la disolución de la bauxita con hidróxido sódico, este proceso se fue imponiendo hasta convertirse, a partir de los años 1960, en la única fuente industrial de alúmina y por tanto de aluminio en el mundo.

La bauxita es la mena de aluminio más importante pero sólo contiene entre un 30 y un 54% de aluminio (expresado como Al2O3), siendo el resto una mezcla de sílice, óxidos de hierro y dióxido de titanio. El aluminio de la bauxita se encuentra normalmente formando hidróxidos, Al(OH)3, o mezclas de hidróxidos y óxidos, (AlO(OH)2).1

En el proceso Bayer, primero se tritura la bauxita y luego se lava con una solución caliente de hidróxido de sodio (sosa), NaOH. La sosa disuelve los minerales de aluminio pero no los otros componentes de la bauxita, que permanecen sólidos. Las reacciones químicas que ocurren en esta etapa, llamada "digestión" son las siguientes:

Al(OH)3 + OH- + Na* → Al(OH)4- + Na*

AlO(OH)2 + OH- + H2O + Na* → Al(OH)4- + Na*

La temperatura de la digestión se escoge en función de la composición de la bauxita. Para disolver el hidróxido de aluminio basta una temperatura de 140ºC pero para la mezcla de hidróxido y óxido hace falta subir hasta unos 240ºC.

Proceso electrolisis

El proceso Hall-Héroult es el principal proceso de obtención de aluminio.

En este proceso la alúmina (Al2O3) es disuelta dentro de una cuba electrolítica revestida interiormente de carbón en un baño electrolítico con criolita (Na3AlF6) fundida. La cuba actúa como cátodo, mientras que como ánodos se suelen utilizar unos electrodos de carbón de Soldberg. La reacción química total es la siguiente:

2Al2O3 + 3 C → 4 Al + 3 CO2

La alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular. Como el aluminio líquido es más denso que la criolita se deposita en el fondo de la cuba, de forma que queda protegido de la oxidación a altas temperaturas.

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