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El aluminio es el elemento metálico más común que se encuentra en la Tierra, totalizando alrededor de 8% de la corteza terrestre. Sin embargo, aluminio como elemento es reactivo y por lo tanto no se produce naturalmente – necesita ser refinado para producir metal de aluminio. El material de partida principal para el refinado de aluminio es la bauxita, la principal fuente comercial de aluminio del mundo. Bauxite es una roca sedimentaria, y consiste principalmente en los minerales de aluminio gibbsite (Al(Oh)3), boehmite (-AO(Oh)) y la diáspora (-AlO(Oh)), y generalmente se mezcla con los dos óxidos de hierro goethita y hematita, la kaolinita mineral de arcilla de aluminio y pequeñas cantidades de anatasa (TiO2) y/o ilmenita (Fetio3).
Los depósitos de bauxita se distribuyen en todo el mundo, principalmente en regiones tropicales o subtropicales. Aunque se espera que las reservas probadas de bauxita duren muchos años, la calidad de las reservas a las que se puede acceder económicamente está disminuyendo. Para refinadores, que están en el negocio del procesamiento de bauxita para hacer alúmina, y finalmente metal de aluminio, este es un desafío con implicaciones financieras y ambientales.
El proceso para refinar la bauxita metalúrgica en alúmina implica los siguientes insumos:
Se generan las siguientes salidas:
El proceso químico más utilizado para refinar la bauxita en alúmina, el proceso de Bayer, implica disolver el Al2O3 fuera de la roca de bauxita con soda cáustica (MalH) a temperatura y presión elevadas. La fracción Al2O3 de la bauxita se disuelve en solución, para más tarde precipitarse como alúmina. Sin embargo, una bauxita de alto grado contiene hasta 60% Al2O3, y muchos depósitos de bauxita operativa están muy por debajo de este, de vez en cuando tan bajo como 30-40% Al2O3. Debido a que el producto deseado es un Al2O3 de alta pureza, los óxidos restantes en la bauxita (Fe2O3, SiO2, TiO2, Material orgánico) se separan del Al2O3 y se rechazan a medida que reside la refinería de alúmina (Arr) o barro rojo. En general, la menor calidad de la bauxita (es decir, menor contenido de Al2O3) más barro rojo se genera por tonelada de producto de alúmina. Además, incluso algunos minerales de al2O3, en particular kaolinite, reacciones secundarias no deseables durante el proceso de refinación y conducir a un aumento de la generación de lodo rojo, así como una pérdida de costosa sosa cáustica química, un gran costo variable en el proceso de refinación de bauxita.
El barro rojo o ARR representa un gran desafío en marcha para la industria del aluminio. El barro rojo contiene importantes sobras químicas cáusticas residuales del proceso de refinación, y es altamente alcalino, a menudo con un pH de 10 – 13. Se genera en grandes volúmenes en todo el mundo – según el USGS, la producción mundial estimada de alúmina fue 121 millones de toneladas en 2016. Esto probablemente dio lugar a más de 150 millones de toneladas de barro rojo generado durante el mismo período. A pesar de la investigación en curso, barro rojo tiene actualmente pocos caminos comercialmente viables para la reutilización beneficiosa. Se estima que muy poco de barro rojo se reutiliza beneficiosamente en todo el mundo. En su lugar, el lodo rojo se bombea desde la refinería de alúmina a depósitos de almacenamiento o vertederos, donde se almacena y supervisa a gran costo.
La pérdida de sosa cáustica costosa (MalH) y la generación de lodo rojo están relacionados con la calidad de la bauxita utilizada en el proceso de refinación. En general, cuanto menor sea el contenido de Al2O3 de la bauxita, cuanto mayor sea el volumen de barro rojo que se generará, ya que las fases no-Al2O3 son rechazadas como barro rojo. Además, cuanto mayor sea el contenido de kaolinita o sílice reactiva de la bauxita, más barro rojo se generará. El contenido de sílice reactiva no sólo aumenta el volumen de barro rojo, pero también consume reactivo de sosa cáustica y reduce el rendimiento de Al2O3 recuperado de la bauxita. Por lo tanto, hay que argumentar tanto económico como ambiental para mejorar la calidad de la bauxita antes de refinar.
El proceso de separación en seco STET ofrece a los productores de bauxita o refinadores de bauxita la oportunidad de realizar la actualización previa al proceso de bauxita para mejorar la calidad. Este enfoque tiene muchos beneficios:
En resumen,, el procesamiento en seco con el separador STET ofrece oportunidades para generar valor para los productores y refinadores de bauxita. El preprocesamiento de bauxita antes del refinación reducirá los costos químicos, reducir el volumen de barro rojo generado y minimizar los trastornos del proceso.
Referencias:
