Representasi visual dari ikatan oksida aluminium.
Alumina, secara kimia dikenal sebagai aluminium oksida ($\text{Al}_2\text{O}_3$), adalah senyawa kimia yang sangat penting dan serbaguna. Senyawa ini merupakan bentuk yang paling stabil dari aluminium dalam kondisi suhu dan tekanan normal. Secara alami, alumina ditemukan dalam bentuk mineral korundum, yang dikenal memiliki tingkat kekerasan luar biasa. Ketika mineral korundum dimurnikan dan diproses, ia menghasilkan alumina yang digunakan secara luas di berbagai industri modern.
Secara fisik, alumina murni biasanya berupa serbuk kristal putih yang tidak larut dalam air. Sifat fisik dan kimianya sangat bergantung pada bagaimana ia diproses, terutama pada suhu kalsinasinya. Terdapat beberapa polimorf (struktur kristal yang berbeda) dari alumina, namun yang paling umum dan relevan secara industri adalah alfa-alumina ($\alpha-\text{Al}_2\text{O}_3$).
Mayoritas alumina yang digunakan di dunia diproduksi melalui proses kimia yang disebut Proses Bayer. Proses ini merupakan jantung dari industri aluminium, karena alumina adalah prekursor (bahan baku utama) untuk memproduksi logam aluminium melalui proses peleburan Hall-Héroult.
Proses Bayer dimulai dengan bijih bauksit, yang merupakan sumber utama aluminium. Bauksit direaksikan dengan larutan natrium hidroksida (soda kaustik) panas di bawah tekanan tinggi. Reaksi ini melarutkan aluminium oksida dalam bentuk natrium aluminat, sementara pengotor seperti besi oksida (yang menyebabkan warna merah pada bauksit) tetap tidak larut.
Setelah penyaringan untuk menghilangkan pengotor, larutan natrium aluminat didinginkan dan ditambahkan benih kristal, menyebabkan aluminium hidroksida mengendap. Endapan ini kemudian dipanaskan (dikalsinasi) pada suhu tinggi (sekitar $1000^\circ\text{C}$ atau lebih) untuk menghilangkan air, menghasilkan produk akhir berupa alumina kering dan murni ($\text{Al}_2\text{O}_3$).
Keberagaman aplikasi alumina didorong oleh kombinasi sifat unggul yang dimilikinya:
Kekuatan dan stabilitas alumina telah menjadikannya material penting di berbagai sektor. Aplikasi utamanya dapat dikelompokkan sebagai berikut:
Ini adalah penggunaan terbesar alumina secara global. Sekitar 90% dari semua alumina yang diproduksi melalui Proses Bayer digunakan sebagai bahan baku untuk memproduksi aluminium logam melalui elektrolisis.
Alumina kelas kemurnian tinggi (sering disebut keramik alumina) digunakan untuk membuat komponen yang memerlukan ketahanan aus, isolasi listrik, dan integritas struktural pada suhu tinggi. Contohnya termasuk busing isolator listrik, substrat elektronik, segel mekanis, dan komponen pompa.
Karena titik lelehnya yang tinggi, alumina adalah bahan utama dalam pembuatan bahan tahan api (refraktori) yang melapisi tungku peleburan, insulasi kiln, dan cetakan pengecoran logam. Bahan ini memastikan integritas struktural wadah proses pada suhu operasi yang ekstrem.
Sifat kekerasan alumina menjadikannya bahan pengikis yang efektif. Alumina putih digunakan sebagai media penggilingan, bahan pengamplasan, dan sebagai bahan utama dalam mata bor atau alat potong presisi tinggi.
Selain sektor utama di atas, alumina juga berperan penting dalam:
Kesimpulannya, alumina adalah oksida aluminium yang merupakan fondasi bagi industri aluminium modern, sekaligus material teknik vital yang kekerasan dan ketahanannya mendorong kemajuan dalam sektor elektronik, otomotif, dan medis.