氫氧化鋁工業生產之拜耳法

    系奧地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年發明。其原理是用苛性鈉（NaOH）溶液加溫溶出鋁土礦中的氧化鋁，得到鋁酸鈉溶液。溶液與殘渣（赤泥）分離后，降低溫度，加入氫氧化鋁作晶種，經長時間攪拌，鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈，并在950～1200℃溫度下煅燒，便得氧化鋁成品。析出氫氧化鋁后的溶液稱為母液，蒸發濃縮后循環使用。　由于三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石的結晶構造不同，它們在苛性鈉溶液中的溶解性能有很大差異，所以要提供不同的溶出條件，主要是不同的溶出溫度。三水鋁石型鋁土礦可在125～140℃下溶出，一水硬鋁石型鋁土礦則要在240～260℃并添加石灰（3～7%）的條件下溶出。
    現代拜耳法的主要進展在于：①設備的大型化和連續操作；②生產過程的自動化；③節省能量，例如高壓強化溶出和流態化焙燒；④生產砂狀氧化鋁以滿足鋁電解和煙氣干式凈化的需要。拜耳法的工藝流程見圖1。
    拜耳法的優點主要是流程簡單、投入資金省和能耗較低，較低者每噸氧化鋁的能耗僅3×106千卡左右，堿耗一般為100公斤左右（以Na2CO3計）。
    拜耳法生產的經濟效果決定于鋁土礦的質量，主要是礦石中的SiO2含量，通常以礦石的鋁硅比，即礦石中的Al2O3與SiO2含量的重量比來表示。因為在拜耳法的溶出過程中，SiO2轉變成方鈉石型的水合鋁硅酸鈉（Na2O?Al2O3?1.7SiO2?nH2O），隨同赤泥排出。礦石中每公斤SiO2大約要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的損失。鋁土礦的鋁硅比越低，拜耳法的經濟效果越差。直到70年代后期，拜耳法所處理的鋁土礦的鋁硅比均大于7～8。由于高品位三水鋁石型鋁土礦資源逐漸減少，如何利用其他類型的低品位鋁礦資源和節能新工藝等問題，已是研究、開發的重要方向。