Przetwarzanie aluminium zyskuje nową jakość
Aluminium, będące praktycznym i bardzo pożądanym materiałem, powszechnie wykorzystuje się w liniach energetycznych, urządzeniach gospodarstwa domowego, elektronice użytkowej, komponentach samolotów, samochodach elektrycznych i nowoczesnych budynkach. Lista zastosowań, w których sprawdza się ten materiał, stale się wydłuża. Pomimo swojej ogromnej wartości ten lekki, a jednocześnie wytrzymały i odporny na korozję srebrzysty metal napotyka podczas produkcji poważną przeszkodę: czerwony szlam.
Rosnące zasoby czerwonego szlamu
Czerwony szlam to żrąca mieszanina różnych związków tlenkowych, takich jak tlenki krzemu, żelaza, glinu, wapnia, tytanu i sodu. Często zawiera fragmenty pierwiastków ziem rzadkich i jest odpadem przemysłowym powstającym podczas przetwarzania na tlenek glinu w procesie Bayera. A jego ilość ciągle rośnie. „Czerwony szlam jest pozostałością po przetwarzaniu rudy boksytu w celu otrzymania tlenku glinu. Otrzymany tlenek glinu jest następnie wykorzystywany do produkcji aluminium pierwotnego”, mówi Efthymios Balomenos, starszy konsultant w greckiej firmie MYTILINEOS zajmującej się energią i aluminium. Ilość wytwarzanych odpadów jest oszałamiająca. „Do wyprodukowania 1 tony aluminium metalicznego potrzebujemy około 2 ton tlenku glinu. Przy produkcji jednej tony tlenku glinu w Europie powstaje średnio 0,8 tony czerwonego szlamu”. Aby oszacować ilość nagromadzonych odpadów, należy wziąć pod uwagę, że w Europie produkuje się rocznie około 4 milionów ton aluminium, co stanowi zaledwie 8 % produkcji światowej. „Teraz wyraźnie widać skalę nagromadzania się czerwonego szlamu, ponieważ jako surowiec wykorzystuje się ponownie tylko 3 % jego całej objętości”, dodaje Balomenos.
Technologie usuwania strumieni odpadów
Balomenos koordynuje finansowany ze środków UE projekt RemovAL, który jego firma prowadzi od 2018 roku. Celem projektu RemovAL jest połączenie niektórych technologii, które pomagają przekształcać czerwony szlam w cenne produkty i surowce, a następnie zastosowanie ich w skali przemysłowej. Kolejnym krokiem jest połączenie ich w zrównoważone schematy technologiczne, które pozwolą na pełną waloryzację czerwonego szlamu w określonych zakładach produkujących tlenek glinu, przy niemal zerowym poziomie wytwarzania odpadów. „Tym, co odróżnia nas od dotychczasowych inicjatyw, jest fakt, że nie tylko pomagamy w zwiększaniu gotowości technologicznej rozwiązań w zakresie przetwarzania aluminium, ale także podejmujemy pierwsze kroki w kierunku tworzenia nowych ekosystemów przemysłowych i łańcuchów wartości związanych z ponownym wykorzystaniem czerwonego szlamu”, wyjaśnia Balomenos. Dotychczasowe próby demonstracji przez naukowców technologii przetwarzania czerwonego szlamu przyniosły pozytywne rezultaty. W zakładzie pilotażowym w MYTILINEOS, a następnie w innej rafinerii w Irlandii, naukowcy zademonstrowali nową metodę przetwarzania pozostałości, która pozwala obniżyć stężenie zasad w czerwonym szlamie, utrzymując zawartość tlenku sodu na poziomie poniżej 0,5 % wag. Daje to wiele nowych możliwości wykorzystania czerwonego szlamu w przetworzonej postaci. Czerwony szlam wraz z innymi przemysłowymi produktami ubocznymi wykorzystano do produkcji stabilnego i bezpiecznego podłoża do budowy dróg, co zademonstrowano w pilotażowym zastosowaniu w Irlandii. Inne ciekawe zastosowania czerwonego szlamu obejmują kruszywa lekkie i wysoce wydajne spoiwa budowlane. W zakładzie pilotażowym w Niemczech zademonstrowano produkcję z czerwonego szlamu lekkich kruszyw, a na Uniwersytecie KU Leuven stworzono nowe, wysoce wytrzymałe spoiwo. W Norwegii naukowcy zamierzają zwiększyć skalę produkcji stopu żelazokrzemu poprzez ogrzewanie czerwonego szlamu i innych przemysłowych produktów ubocznych powstałych podczas produkcji aluminium pierwotnego, takich jak zużyte wykładziny kotłów, w piecu łukowym. Żużel powstały w ramach tego procesu jest wykorzystywany w pilotażowych zakładach hydrometalurgicznych w Grecji i Niemczech do odzyskiwania tlenków glinu i tytanu oraz kluczowych surowców, takich jak skand i gal. Projekt RemovAL zapewnia zrównoważoną metodę waloryzacji czerwonego szlamu wraz z innymi przemysłowymi produktami ubocznymi z zakładów pilotażowych, uwzględniając charakterystykę odpadów, logistykę i potencjał symbiozy z innymi pobliskimi zakładami. „W dłuższej perspektywie planujemy osiągnąć 100-procentowy poziom ponownego wykorzystania czerwonego szlamu, co przyniesie znaczne korzyści w zakresie ochrony środowiska i zasobów naturalnych. Dodatkowym atutem jest produkcja w Europie kluczowych surowców, takich jak skand i gal”, podsumowuje Balomenos.
Słowa kluczowe
RemovAL, czerwony szlam, tlenek glinu, produkcja aluminium, zakład pilotażowy, MYTILINEOS
