Alúmina

A cal é utilizada em várias etapas do processo de refino para converter o minério de bauxita em óxido de alumínio (Al₂O₃) sob a forma de pó de alta pureza, utilizado como fonte de alimentação para fundições de metais de alumínio.

Durante a digestão do minério de bauxita contendo alumínio, o hidróxido de sódio (NaOH), também chamado cáustico, é utilizado para dissolver (ou digerir) o minério a altas temperaturas e condições de pressão para solubilizar a alumina como aluminato de sódio solúvel. Uma porção de minerais de sílica também dissolve e reprecipita como sodalite, também conhecido como produto de dessilicação (DSP). Este processo de precipitação é importante porque remove a sílica da solução.

Todavia, a precipitação da sílica como sodalite também resulta na perda de sódio (Na⁺), que não pode ser regenerado como NaOH. Para contrariar esta perda de sódio, algumas fábricas adicionam cal apagada à digestão onde o Ca(OH)₂ faz com que a sílica dissolvida se precipite como hidrogarnet, que contém cálcio em vez de sódio, reduzindo assim a perda de sódio para os precipitados de sílica.

O NaOH utilizado na digestão é convertido em Na₂CO₃ devido a reações com matéria orgânica contida no minério de bauxita e por causa da reação com o CO₂ do contacto com o ar. Concentrações de Na₂CO₃ demasiado elevadas são prejudiciais à dissolução da alumina. O Ca(OH)₂ é utilizado para converter Na₂CO₃ em NaOH, numa reação de caustificação, reduzindo assim o Na₂CO₃ e mantendo uma concentração de NaOH suficientemente alta na digestão para evitar a precipitação da alumina.

As refinarias de Processo Bayer utilizam a filtração para remover impurezas de partículas suspensas finas (< 5 mícron) e não retiradas pela gravidade nos espessadores. A filtração ocorre antes da precipitação da alumina (Al2O₃) e visa reter partículas finas de ferro e sílica. O processo de filtração é potencializado pelas partículas denominadas «auxiliares de filtração» constituídas por aluminato tricálcico (Ca₃[Al(OH)6]₂), produzidas reagindo um pequeno fluxo lateral do licor de processo (a 95 – 105oC), contendo aluminato de sódio NaAl(OH)4, com Ca(OH)₂ adicionado como leite de cal.

O minério de bauxita contém vários componentes orgânicos, devido à natureza pouco profunda dos depósitos de minério de bauxita. No processo da Bayer, a maioria dos orgânicos acabará por se degradar em oxalato. O oxalato é o composto orgânico mais refratário e é um contaminante importante nas refinarias de processo da Bayer. Algumas fábricas usam cal apagada para controlar o teor de oxalato no circuito por precipitação como oxalato de cálcio (CaC₂O₄.H₂O).