Rewolucja w procesie odzyskiwania cennych surowców z przemysłowych produktów ubocznych
Chrom (Cr), wanad, molibden i niob są metalami o kluczowym znaczeniu dla konkurencyjności sektora produkcyjnego i potencjału innowacyjnego sektorów zajmujących się zaawansowanymi technologiami. Europa jest jednak nadal w znacznym stopniu uzależniona od ich importu, co stwarza ryzyko nieelastycznych i niepewnych dostaw, podczas gdy metale te występują w dużych ilościach w odpadach przemysłowych lub są używane w zastosowaniach, w których ich wartość sama w sobie nie jest w pełni wykorzystywana. Każdego roku produkuje się duże ilości żużlu stalowniczego i żelazochromowego, będącego odpadem po wydobyciu lub obróbce. Zawierają one znaczne ilości metali, w szczególności chromu. Ze względu na swoje właściwości techniczne żużle obecnie najczęściej wykorzystywane są w budownictwie jako piasek lub kruszywo. Jednakże znajdujące się w nich metale nie odnajdują w tym wykorzystaniu zastosowania i dlatego zostają utracone. Co więcej ich obecność może poważnie zaszkodzić środowisku. Celem finansowanego ze środków UE projektu CHROMIC było opracowanie nowych, zrównoważonych technologii odzyskiwania kluczowych i cennych metali z żużlu stalowniczego i żelazochromowego. „Chcieliśmy znaleźć sposób na usunięcie metali z żużlu przed wykorzystaniem go w budownictwie”, wyjaśnia koordynatorka projektu, Liesbeth Horckmans.
Manipulowanie substancjami niebezpiecznymi
Usuwanie dużych cząstek metalicznych (o wielkości > 2 mm) jest powszechnie stosowaną praktyką i najnowocześniejszą technologią. Jednak obecnie nie odzyskuje się drobniejszych cząstek metalicznych i utlenionych postaci metali. Firmie CHROMIC udało się opracować wysokowydajną metodę hydrometalurgiczną, umożliwiającą odzyskanie ponad 95 % chromu obecnego w żużlu. Niemniej jednak, aby usunąć z żużlu metale, należy przekształcić chrom z nierozpuszczalnej, nieszkodliwej postaci Cr(III) w rozpuszczalną, niebezpieczną formę Cr(VI). Ze względu na bardzo rygorystyczne limity dotyczące ługowania Cr(VI) z ciała stałego muszą zniknąć wszystkie pozostałości Cr(VI) – jest to spore wyzwanie, z którym zespół projektowy nie zdołał się jeszcze uporać. „Okazało się to trudniejsze, niż przewidywano, przy czym wystąpiły pewne nieoczekiwane reakcje. W ramach projektu mieliśmy niewiele czasu na badania, jest to więc z pewnością zagadnienie, w które należy bardziej się zagłębić”, zauważa Horckmans. „Szukamy nowych możliwości kontynuowania badań, także nad innymi metalami. Chrom jest szczególnie trudnym metalem ze względu na wysoce niebezpieczną naturę Cr(VI) i wynikające z tego bardzo rygorystyczne przepisy”.
Rozwiązanie przynoszące wiele korzyści
Pomimo wyzwań zespół projektu CHROMIC osiągnął zadowalające i w pełni zrównoważone wyniki. Oprócz tych związanych z technologicznym trzonem projektu pozostałe dotyczą też oceny wpływu technologii na gospodarkę i społeczeństwo. Rozwiązanie to przyniesie korzyści przedsiębiorstwom produkującym metale o dużej zawartości chromu, ponieważ usuwanie go może wygenerować wartość dodaną i zwiększyć możliwości wykorzystania żużlu. Ten ostatni aspekt ma szczególnie duże znaczenie w kontekście gospodarki o obiegu zamkniętym, ponieważ pozwala uniknąć nadmiernej koncentracji metali w dalszych zastosowaniach. Właściciele składowisk odpadów o dużej zawartości chromu, tacy jak instytucje państwowe, również skorzystają z wyników projektu CHROMIC, ponieważ usunięcie chromu może generować wartość i sprawić, że często używane materiały staną się mniej niebezpieczne. Ponadto, jak wynika z oceny ekonomiczno-środowiskowej, po rozwiązaniu problemu chromu proces ten może być korzystniejszy niż składowanie odpadów. W związku z tym zespół projektu CHROMIC zrealizował trzyetapowy plan zaangażowania społeczności, w ramach którego zebrano informacje od laików, ekspertów i studentów dotyczące ich poglądów na temat recyklingu metali.
Słowa kluczowe
CHROMIC, Cr(VI), Cr(III), chrom, wanad, molibden, niob, odzysk metali, odpady przemysłowe, zrównoważony rozwój
