Aluminium Lexikon – der Werkstoff von A–Z

Webers "Taschenlexikon Aluminium" beinhaltet die wichtigsten Fachbegriffe der Aluminium-Industrie und informiert über Wissenswertes rund um das Thema Aluminium von A wie Alaun bis Z wie Ziehen. Es ist als Einstieg in die Beschäftigung mit dem Werkstoff gedacht.

Bayer-Verfahren

Grundstoff für die Aluminiumgewinnung ist seit jeher Bauxit. Man muss jedoch daraus erst Aluminiumoxid abtrennen, weil die im Bauxit enthaltenen anderen Metalloxide das Aluminium verunrei­nigen würden. In der Frühzeit der Aluminiumproduktion benutzte man dazu Kalk und Soda. 1887 und 1892 ließ sich der österreichi­sche Chemiker Bayer ein Verfahren patentieren, das sich aber erst nach seinem Tode 1904 durchsetzte. Heute wird es weltweit nahezu ausschließlich angewendet.

Verfahrensschritte:

  • Aufschluss: Bauxit wird fein zermahlen und mit Natronlauge gemischt. Diese Mischung wird in Autoklaven (heizbaren Behältern für chemische Reaktionen unter Druck) je nach Zusammensetzung des Bauxits unter Drücken bis zu 40 bar und bei Temperaturen zwischen 100 und 320 °C bis zu einigen Stunden lang gerührt. Dabei löst Natronlauge aus dem Bauxit Aluminiumoxid, indem sie sich mit ihr zu Natriumaluminat verbindet. Die nicht gelösten Bauxitbestandteile bilden den Rotschlamm.
  • Rotschlamm-Abtrennung: In großen Behältern setzt sich der größte Teil des Rotschlamms am Boden ab. Die überstehende Lauge wird in Filtern von Resten des Rotschlamms gereinigt und als nunmehr klare, teefarbene Flüssigkeit in riesige, bis zu 4500 m3 fassende Zersetzertanks gepumpt.
  • Ausrühren: Indem die Lauge auf etwa 60 bis 70 °C abgekühlt wird, übersättigt sie sich an  Aluminiumhydroxid, worauf unter stetem Umrühren (zum Beispiel mit Druckluft) die feste Aluminiumverbindung Aluminiumhydroxid auskristallisiert. Dieses "Ausrühren" wird durch Zugabe von pulvrigem Aluminiumhydroxid beschleunigt ("Impfen"), dauert aber immerhin etwa 20 bis über 60 Stunden.
  • Kalzinieren (Wasseraustreiben durch Erhitzen): Bei ungefähr 1100 °C in Wirbelschichtöfen (wo das Aluminiumoxidhydrat durch Pressluft in Schwebe gehalten wird) spalten sich die Wassermoleküle vom Aluminiumhydroxid ab, so dass reines Aluminiumoxid (mit weniger als 0,1 Prozent Verunreinigungen) übrig bleibt.


Bei der Produktion von einer Tonne Aluminiumoxid entstehen in Deutschland ca. 0,5 Tonnen Rotschlamm. Eine Verwendungs- und Verwertungsmöglichkeit von Rotschlamm zum Beispiel im Baustoffbereich wurde untersucht, konnte aber nicht am Markt realisiert werden.