Bezodpadowa produkcja tlenku glinu w Europie
W najbliższych latach spodziewany jest wzrost globalnego zużycia metali aluminiowych. Istnieją obawy dotyczące wpływu, jaki będzie to miało na środowisko naturalne, a także na zależność Europy od importu tlenku glinu i boksytu potrzebnego do zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania. Żaden inny metal nie może równać się z aluminium pod względem różnorodności zastosowań. Powstaje ono z tlenku glinu, który produkowany jest z boksytu z wykorzystaniem procesu Bayera. Proces ten stanowi jednak pewne wyzwanie: w jego ramach nie wykorzystuje się wszystkich pierwiastków zawartych w rudzie boksytu, w związku z czym w jego wyniku powstaje duża ilość odpadów zwanych czerwonym szlamem. Na każdy kilogram wyprodukowanego metalu aluminiowego powstaje ponad 1 kg czerwonego szlamu. Odpady te są zazwyczaj składowane w dużych stawach osadowych. W ramach finansowanego ze środków UE projektu ENSUREAL zaproponowano nowatorskie rozwiązanie. „Celem projektu było opracowanie procesu produkcji tlenku glinu, w ramach którego nie powstają żadne odpady”, wyjaśnia koordynator projektu Casper van der Eijk. Badaczom zależało na opracowaniu procesu, który umożliwiałby zastosowanie rud niższej klasy, jednocześnie stanowiąc źródło użytecznych produktów ubocznych, takich jak żeliwo i koncentraty surowców krytycznych.
Usprawnienie procesu Pedersena
Aby to osiągnąć, zespół projektu zamierzał zmodernizować proces Pedersena, alternatywny proces produkcji tlenku glinu. „W ramach projektu ENSUREAL staraliśmy się tchnąć w niego nowe życie”, tłumaczy Van der Eijk. „Przyjrzeliśmy się również alternatywnym surowcom, które można by wykorzystać w tym procesie, jak np. odpady z procesu Bayera”. Podczas modernizacji procesu zamiast materiałów węglowych do redukcji wykorzystano wodór, a zamiast kopalnych materiałów węglowych – biowęgiel. Zespół projektu ENSUREAL zbadał również, jak można wykorzystać produkty uboczne powstałe w wyniku procesu Pedersena. „Udowodniliśmy, że za pomocą tego procesu możemy produkować materiał aluminiowy, co jest bardzo ważne. Przetestowaliśmy go, porównaliśmy ze stosowanym typowo tlenkiem glinu i doszliśmy do wniosku, że niektóre właściwości były tak samo dobre, inne, nad którymi moglibyśmy popracować, obejmowały płynność, zaś niektóre kwestie techniczne wymagały dopracowania”, stwierdza Van der Eijk. W ramach projektu ustalono również, że proces działa całkiem dobrze przy użyciu czerwonego szlamu, który jest problematycznym odpadem po produkcji tlenku glinu. „Odkryliśmy także, że produkt uboczny powstały w wyniku procesu Pedersena, podobny do wapienia, można wykorzystać jako materiał budowlany. Nie jest więc problematycznym materiałem odpadowym”, dodaje Van der Eijk.
Inwestowanie w gospodarkę o obiegu zamkniętym
Proces ENSUREAL jest zrównoważony z punktu widzenia środowiska i gospodarki, a to dlatego, że jest elastyczny i mniej zależny od surowców. Jest również zrównoważony pod względem ekologicznym, jak również energooszczędny, ponieważ eliminuje potrzebę obróbki czerwonego szlamu. Co więcej, łączy on między innymi sektor żelazny i rolniczy, a więc jest inwestycją w gospodarkę o obiegu zamkniętym. Jeśli chodzi o kolejne kroki, zespół projektu ENSUREAL jest w kontakcie z firmami w Europie, Indiach i Arabii Saudyjskiej, które są chętne do rozwiązania swojego problemu z odpadami. „Rozpoczęliśmy też nowy projekt o nazwie Harare, w ramach którego będziemy dalej rozwijać ten proces. Będziemy prowadzić dalsze badania, wykorzystamy wodór w tym procesie, postaramy się zmniejszyć zużycie energii i emisje, a następnie uczynimy ten proces bardziej konkurencyjnym”, podsumowuje Van der Eijk.
Słowa kluczowe
ENSUREAL, tlenek glinu, aluminium, proces Pedersena, proces Bayera, gospodarka o obiegu zamkniętym, odpady z produkcji tlenku glinu, metal, odpady, budynek
