Карл Йозеф Байер (также Карл Байер , 4 марта 1847 — 4 октября 1904) был австрийским химиком, который изобрел байеровский процесс извлечения глинозема из бокситов , необходимый и по сей день для экономичного производства алюминия .
Байер работал в Санкт-Петербурге над разработкой метода обеспечения глиноземом текстильной промышленности, которая использовала его в качестве закрепителя при окрашивании хлопка. В 1887 году он обнаружил, что гидроксид алюминия, выпадающий в осадок из щелочного раствора, является кристаллическим и легче фильтруется и промывается, чем выпавший из кислой среды путем нейтрализации . [1] В 1888 году Байер разработал и запатентовал свой четырехстадийный процесс извлечения глинозема из бокситовой руды.
В середине 19 века алюминий был настолько ценен, что слиток этого металла был выставлен вместе с драгоценностями французской короны на Всемирной выставке в Париже в 1855 году. алюминий упадет примерно на 80% в 1890 г. по сравнению с 1854 г. [3]
Карл Байер родился (4 марта 1847 года) в герцогстве Верхней и Нижней Силезии в составе Австрийской империи , которая сейчас является Польшей . [4] Он учился в Гейдельбергском университете в Германии , где изучал химию у Роберта Бунзена с 1869 по 1871 год, тезки горелки Бунзена . В Гейдельберге Байер получил докторскую степень в 1871 г., защитив диссертацию по химии индия, открытого недавно в 1863 г. [4] После получения докторской степени Байер в течение двух лет читал лекции в Высшей технической школе в Брно ., а затем ушел, чтобы основать собственную исследовательскую компанию. Затем Байер переехал в Санкт-Петербург в 1885 году, где он процветал как изобретатель. [5] В возрасте 45 лет он женился на дочери российского политика Альме фон Витте и поселился в Рицдорфе (современная Речица-об-Паки , Словения ). Вместе у них было шестеро детей, а в 1904 году в возрасте 57 лет Байер умер. Его жена переживала его до 1962 года, когда она умерла в возрасте 94 лет .
Боксит был обнаружен в 1821 году Пьером Бертье , который назвал его в честь деревни Ле-Бо , где он его нашел. [6] Для получения глинозема из бокситовой руды был разработан процесс, в котором для растворения алюминия использовалась кислота, но в результате был получен продукт, содержащий большое количество растворенных в нем железа и титана , которые было трудно удалить. [6] Из-за этих примесей процесс не использовался для использования, но был изучен подход. Луи Ле Шателье в 1855 году создал процесс получения гидроксида алюминия путем нагревания в карбонате натрия и последующего выщелачивания . [5] Барботирование через раствор диоксидом углерода осаждает гидроксид алюминия, который при высыхании позволяет восстановить оксид алюминия.
Байер работал в текстильной промышленности в Санкт-Петербурге, где гидроксид алюминия использовался для прикрепления красителя к хлопку. [7] Во время работы он сделал два важных открытия относительно этапов обработки, которые помогли отделить процесс Байера от процесса Ле Шателье. В 1887 году Байер обнаружил, что при использовании чистой затравки гидроксида алюминия образуется кристаллический осадок, более экономичный, чем осадок, полученный Ле Шателье. [5] Позже он запатентовал свое открытие в Германии, США и Великобритании в 1887 году. [5] В 1892 году Байер обнаружил, что при использовании автоклава или сосуда для выщелачивания под давлением в сочетании с выщелачивателем гидроксида натрия процесс привел к очень чистомураствор алюмината натрия, который можно было использовать для стадии осаждения [8] , обнаруженной им ранее. Оба шага широко используются сегодня, но были улучшены по мере развития технологий. После открытия Байер работал консультантом по запуску производства глинозема в Европе. Байер вернулся в Австрию в 1894 году, чтобы открыть завод по производству глинозема, но не смог собрать достаточно капитала, чтобы полностью профинансировать проект. [5]
Производство глинозема и алюминия претерпело значительные изменения в обработке благодаря открытиям, сделанным Карлом Байером, Чарльзом Мартином Холлом и Полем Эру . Холл и Эрулт совместно изобрели электролиз алюминия. [9] Метод Холла-Эру является основным методом производства современного алюминия и требует глинозема высокой чистоты для производства алюминия. В процессе Байера производится глинозем высокой чистоты, который затем используется в процессе Холла-Эру в качестве основного сырья. [9] В 1900 году алюминий оценивался в эквиваленте 100 текущих долларов США, но в течение следующих 50 лет снизился в цене примерно до 20 текущих долларов США. [10]Это снижение связано с увеличением простоты производства, связанного с алюминием, после открытий Байера, Холла и Эру.