Carl Josef Bayer

Carl Josef Bayer (veya Karl Bayer, 4 Mart 1847 - 4 Ekim 1904), günümüzde alüminyumun ekonomik üretimi için gerekli olan boksitten alüminanın çıkarılmasına yönelik Bayer sürecini icat eden Avusturyalı kimyager.
Bayer, tekstil endüstrisine pamuğun boyanmasında sabitleme maddesi olarak kullanılan alümina sağlamak için bir yöntem geliştirmek amacıyla Saint Petersburg'da çalışıyordu. 1887'de, alüminyum hidroksitin, kristalli bir alkali çözeltiden çökeltildiğini ve nötrleştirme yoluyla bir asit ortamında çökeltilen yönteme göre daha kolay filtrelenip yıkanabildiğini keşfetti. 1888'de Bayer, boksit cevherinden alüminanın çıkarılmasına yönelik dört aşamalı prosesi geliştirdi ve çalışmasının patentini aldı.
19. yüzyılın ortalarında alüminyum o kadar değerliydi ki, Paris'teki Exposition Universelle'de Fransız Kraliyet Mücevherlerinin yanında bir alüminyum metal çubuk sergilenmişti. Hall-Héroult süreciyle birlikte Bayer'in çözümü, alüminyum fiyatının 1890 yılında 1854'teki seviyesinden yaklaşık %80 oranında düşmesine neden oldu
Kişisel yaşamı ve eğitimi
Carl Bayer, 4 Mart 1847'de, şu anda Polonya sınırlarında olan Avusturya İmparatorluğu'ndaki Yukarı ve Aşağı Silezya Dükalığı'nda doğdu. Almanya'daki Heidelberg Üniversitesi'ne gitti ve burada 1869-1871 yılları arasında Bunsen yakıcısının mucidi olan Robert Bunsen'in yanında kimya okudu. Bayer, yakın zamanda keşfedilen indiyumun kimyası üzerine yazdığı tezle 1871'de Heidelberg'de doktora derecesini aldı Doktorasını aldıktan sonra, Brno'daki Technische Hochschule'de iki yıl ders verdi ve ardından kendi araştırma şirketini kurmak üzere buradan ayrıldı. Bayer daha sonra 1885'te St. Petersburg'a taşındı. 45 yaşındayken Rus politikacı Alma Von Witte'nin kızıyla evlendi ve Rietzdorf'a (günümüz Rečica ob Paki, Slovenya) yerleşti. Altı çocukları oldu. 1904'te 57 yaşındayken öldü. Karısı, 1962'de 94 yaşında ölene kadar hayatta kaldı.
Bayer'den önce alüminyum cevheri işleme
Boksit, 1821'de Pierre Berthier tarafından keşfedildi ve ona cevheri bulduğu Les Beaux adlı köyün adını verdi. Boksit cevherinden alümina elde etmek için, alüminyumu çözmek amacıyla asit kullanan, ancak içinde çözünmüş ve çıkarılması zor olan büyük miktarda demir ve titanyum içeren ürünle sonuçlanan bir işlem geliştirildi. Bu safsızlık nedeniyle süreç endüstri için kullanılmadı ancak araştırılan bir yaklaşım oldu. 1855'te Louis Le Chatelier, sodyum karbonatta ısıtılıp daha sonra süzülerek alüminyum hidroksit üreten bir süreç geliştirdi. Çözeltinin karbondioksitle çökeltilmiş alüminyum hidroksit ile köpürtülmesi, kurutulduğunda alüminanın geri kazanılmasına olanak sağlıyordu.
Bayer'in alüminyum cevheri işlemeye katkısı
Bayer, Saint Petersburg'daki tekstil endüstrisinde boyanın pamuğa yapıştırılmasına yardımcı olmak için alüminyum hidroksitin kullanıldığı bir yöntem üzerinde çalışıyordu. Burada, Bayer prosesini Le Chatelier prosesinden ayırmaya yardımcı olan proses adımlarına ilişkin iki önemli keşifte bulundu. 1887'de saf bir alüminyum hidroksit tohumu kullanarak, Le Chatelier tarafından elde edilenden daha ekonomik olan kristalli bir çökeltinin oluştuğunu keşfetti. Keşfinin patentini 1887'de Almanya, Amerika Birleşik Devletleri ve Birleşik Krallık'ta aldı. 1892'de bir otoklav veya basınçlı liç kabı kullanılarak, sodyum hidroksit süzücü ile kombinasyon halinde prosesin, daha önce keşfettiği çökeltme adımı için kullanılabilecek çok saf bir sodyum alüminat çözeltisi ile sonuçlandığını keşfetti. Her iki adım da günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır ancak teknoloji geliştikçe proses daha da geliştirilmiştir. Bayer, keşfinin ardından Avrupa çapında alümina üretimi için danışmanı olarak çalıştı. Bayer, kendisi bir alümina fabrikası kurmak için 1894'te Avusturya'ya döndü ancak projeyi tam olarak finanse edecek yeterli sermayeyi sağlayamadı.
Alüminyum endüstrisinde önemi
Alümina ve alüminyum üretimi; Karl Bayer, Charles Martin Hall ve Paul Héroult tarafından yapılan keşiflerle işlemede önemli değişikliklere uğradı. Hall ve Heroult, alüminyum elektrolizinin icat edilmesinde pay sahibidirler. Hall-Heroult yöntemi, modern alüminyum üretmenin birincil yöntemidir ve alüminyum üretmek için yüksek saflıkta alümina gerektirir. Bayer prosesi ise daha sonra Hall-Heroult prosesinde ana hammadde olarak kullanılan yüksek saflıkta alümina üretir. 1900 yılında alüminyumun değeri şu anki 100 ABD dolarına eşitti ancak sonraki 50 yılda fiyatı yaklaşık 20 ABD dolarına kadar düştü. Bu düşüş, Bayer, Hall ve Heroult'un keşiflerinden sonra alüminyum imalat kolaylığının artmasına bağlanmaktadır.
Kaynaklar
Amerika Birleşik Devletleri Patent Başvurusu 20050238571: Alümina üretimi için proses ve aparat