Proceso Bayer para la obtención del aluminio

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).
En el proceso Bayer, primero se tritura la bauxita y luego se lava con una solución caliente de hidróxido sódico (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 hacer falta subir hasta unos 240ºC.
A continuación se retiran de la solución los sólidos no disueltos, principalmente en un decantador seguido de unos filtros para eliminar los últimos restos. Los sólidos recogidos en el decantador, llamados "lodo rojo", se tratan para recuperar la sosa no reaccionada, que se recicla al proceso.
La solución de Al(OH)₄^-, ya libre de impurezas, se precipita de forma controlada para formar hidróxido de aluminio puro. Para favorecer la cristalización se opera a baja temperatura y se "siembra" la solución con partículas de hidróxido de sodio:

Al(OH)₄^- + Na^* → Al(OH)₃ + OH^- + Na^*

La solución de sosa libre de aluminio se concentra en unos evaporadores 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:

2 Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3 H₂O

La alúmina obtenida se utiliza principalmente para producir aluminio mediante electrólisis.