La lavorazione dell’alluminio rifulge di nuova luce
L’alluminio è un materiale pratico e molto ricercato, comunemente utilizzato in linee elettriche, elettrodomestici, elettronica di consumo, componenti per velivoli, auto elettriche ed edifici moderni. Tuttavia, l’elenco delle applicazioni di questo materiale continua ad allungarsi. Nonostante il suo straordinario valore, questo metallo argenteo leggero, ma al contempo forte e resistente alla corrosione, presenta un grande limite durante la produzione: il fango rosso, noto formalmente come residuo di bauxite.
Come aumenta la scorta di fango rosso
I residui di bauxite consistono in una miscela caustica di diversi composti di ossidi, proprio come silicio, ferro, alluminio, calcio, titanio e ossidi di sodio. Si tratta di rifiuti industriali, spesso contenenti frammenti di elementi delle terre rare, prodotti durante la trasformazione in allumina mediante il processo Bayer, e si stanno accumulando sempre più. «Come suggerisce il nome, i residui di bauxite sono ciò che rimane dopo il trattamento del minerale di bauxite per l’estrazione dell’allumina. L’allumina estratta è quindi utilizzata nella produzione di alluminio primario», osserva Efthymios Balomenos, consulente esperto presso l’azienda MYTILINEOS, attiva nel settore dell’energia e dell’alluminio, con sede in Grecia. La quantità di rifiuti prodotti è impressionante. «Occorrono circa due tonnellate di allumina per realizzare una tonnellata di alluminio metallico. La produzione di una tonnellata di allumina genera in media 0,8 tonnellate di residui di bauxite in Europa.» Per effettuare una stima dei rifiuti accumulati, è necessario tenere conto del fatto che ogni anno si producono circa quattro milioni di tonnellate di alluminio in Europa, il che rappresenta appena l’8 % della produzione mondiale. «È quindi evidente in che modo si accumulano i residui di bauxite, poiché solo il 3 % è riutilizzato come materia prima», aggiunge Balomenos.
Tecnologie per l’eliminazione dei flussi di rifiuti
Balomenos si occupa del coordinamento del progetto RemovAL, finanziato dall’UE, che la sua azienda sta portando avanti dal 2018. RemovAL è concepito per raggruppare una serie di tecnologie dedicate alla trasformazione dei residui di bauxite in prodotti preziosi e materie prime, ampliandole nell’ambito di prove pilota industriali. Il prossimo passo riguarderà la loro combinazione in schemi di processo sostenibili in grado di conseguire la completa valorizzazione dei residui di bauxite in impianti di allumina specifici caratterizzati da una produzione di rifiuti vicina allo zero. «Ciò che ci contraddistingue dalle iniziative all’avanguardia risiede nel fatto che non solo contribuiamo al progresso della maturità tecnologica di soluzioni di lavorazione dell’alluminio, ma compiamo anche i primi passi verso la progettazione di nuovi ecosistemi industriali e catene del valore che si sviluppano attorno al riutilizzo dei residui di bauxite», spiega Balomenos. I tentativi dei ricercatori di dimostrare alcune tecnologie di trattamento dei residui di bauxite si sono finora rivelati soddisfacenti. Presso un impianto pilota di MYTILINEOS e in seguito presso un’altra raffineria in Irlanda, i ricercatori hanno presentato un nuovo metodo di trattamento dei residui volto alla diminuzione della concentrazione alcalina nei residui di bauxite, mantenendo il contenuto di ossido di sodio al di sotto dello 0,5 percento in peso. Ciò offre una gran quantità di nuove applicazioni in grado di utilizzare i residui di bauxite trattati. Accanto ad altri sottoprodotti industriali, i residui di bauxite sono stati impiegati per la produzione di un substrato robusto e sicuro per la costruzione di strade, come dimostrato in un’applicazione pilota in Irlanda. Tra le ulteriori applicazioni d’uso interessanti dei residui di bauxite sono degni di nota gli aggregati leggeri e i leganti ad alte prestazioni destinati agli edifici. Un impianto pilota in Germania ha dato dimostrazione della produzione di aggregati leggeri da residui di bauxite, mentre presso l’Università cattolica di Lovanio è stato creato un nuovo legante ad alta resistenza. In Norvegia, un gruppo di ricercatori intende ampliare la produzione di una lega di ferro e silicio tramite il riscaldamento di residui di bauxite e di altri sottoprodotti industriali derivanti dalla produzione di alluminio primario, quali i relativi prodotti esauriti, all’interno di una fornace ad arco elettrico. Le scorie originate da questo processo sono utilizzate in prove pilota idrometallurgiche del progetto in Grecia e Germania, al fine di recuperare ossidi di alluminio e titanio, nonché di materie prime essenziali, tra cui scandio e gallio. RemovAL mette a disposizione un percorso sostenibile per la valorizzazione dei residui di bauxite unitamente ad altri sottoprodotti industriali provenienti dai suoi impianti pilota, tenendo conto delle caratteristiche dei rifiuti, della logistica e del potenziale di simbiosi con altri impianti vicini. «Nel lungo termine, puntiamo a raggiungere un riutilizzo pari al 100 % dei residui di bauxite, fornendo vantaggi notevoli nella conservazione dell’ambiente e delle risorse. La produzione europea di materie prime essenziali quali scandio e gallio rappresenta un ulteriore aspetto positivo», conclude Balomenos.
Parole chiave
RemovAL, residui di bauxite, fango rosso, allumina, produzione di alluminio, impianto pilota, MYTILINEOS