Bezpieczna i zrównoważona przyszłość wykorzystania krzemionki, tlenku glinu i węglanu wapnia
Tlenek glinu, krzemionka i węglan wapnia to materiały, na które rośnie zapotrzebowanie w takich dziedzinach jak transport, energetyka, budownictwo i powłoki. Mają one duże znaczenie gospodarcze, a ich udział w rynku powinien się zwiększać. Rynkowi europejskiemu grozi jednak niedobór dostaw krajowych, szczególnie w przypadku rudy boksytu do produkcji tlenku glinu. Ten kluczowy surowiec jest niezbędny do produkcji aluminium przy pomocy tlenku glinu. Do wyzwań związanych z dostawami dokłada się duży wpływ produkcji tych surowców na środowisko naturalne. Chodzi tu o ogromne globalne emisje CO2, znaczne ilości odpadów stałych i ogromne ilości wody potrzebne do odprowadzania odpadów. W ramach ambitnego, finansowanego przez UE projektu AlSiCal powstało pionierskie podejście do ekologicznej koprodukcji krzemionki, tlenku glinu i węglanu wapnia w jednym procesie z jednego niekonwencjonalnego źródła dostępnego w Europie, przy minimalnej ilości odpadów i zerowej emisji CO2 netto.
Chemia kwasu solnego zamienia niekonwencjonalne materiały w „złoto”
Zespół AlSiCAl skupił się na skałach o wysokiej zawartości krzemionki, takich jak anortozyt, i zbadał oraz porównał alternatywne procesy. Następnie wybrał najbardziej obiecujące i udoskonalił je. Koordynator projektu AlSiCAl, Asunción Aranda, były pracownik Instytutu Technologii Energetycznych, tłumaczy: „Wybrana technologia bazuje na chemii kwasu solnego. Skała jest rozpuszczana w kwasie solnym, a z roztworu krzemionka jest oddzielana i oczyszczana. Następnie następuje chemiczna separacja i kalcynacja tlenku glinu, a na koniec wytrącenie węglanu wapnia”. Cały proces poddano walidacji w skali laboratoryjnej z użyciem anortozytu. Jeden z trzech podstawowych etapów – rozpuszczanie i produkcja krzemionki – został również poddany walidacji w skali pilotażowej.
Minimalna ilość odpadów i ujemna emisja CO2 netto
Technologia AlSiCal pozwala na odblokowanie obecnie nieeksploatowanych zasobów mineralnych w Europie, umożliwiając pozyskiwanie niektórych strategicznych surowców ze źródeł krajowych. Mogłaby ona znacznie wzmocnić cały łańcuch wartości europejskiego przemysłu aluminiowego – od kopalni po rynek – a jednocześnie przyczynić się do stworzenia nowych miejsc pracy. Ponadto wnosi znaczący wkład w zrównoważony rozwój i cele środowiskowe. Umożliwia ona produkcję tlenku glinu i aluminium bez generowania pozostałości boksytu i osiąga wysoką efektywność wykorzystania zasobów dzięki koprodukcji cennych surowców przy minimalnym wytwarzaniu odpadów. Działa również przy ujemnej emisji CO2 netto, skutecznie przekształcając CO2 w cenny surowiec w postaci strącanego węglanu wapnia. Proces został wreszcie zaprojektowany z myślą o łatwej elektryfikacji i zmniejszeniu zanieczyszczenia wody.
Kulminacja wieloletnich wysiłków
Produkcja tlenku glinu z alternatywnych źródeł i materiałów wtórnych łatwo dostępnych w Europie pozostawała od dawna celem europejskiej metalurgii. Technologia AlSiCal stanowi zwieńczenie wysiłków zmierzających do osiągnięcia tego celu, rozpoczętych w latach 70. i 80. w krajach takich jak Norwegia i USA. W tamtym czasie żadna z proponowanych technologii nie była w stanie spełnić jednocześnie celów technologicznych, środowiskowych, ekonomicznych i społecznych. „Kształtowanie naszej początkowej koncepcji do postaci realnej, wykonalnej i solidnej technologii w trakcie projektu AlSiCal było jedną z najbardziej ekscytujących innowacyjnych przygód dla wielu naszych partnerów i interesariuszy”, twierdzi Aranda. Zespół AlSiCal stworzył publiczną bazę danych globalnych złóż anortozytu oraz opracował reaktory i modele procesów na potrzeby tej technologii. Gdy dodać do tego liczne publikacje, innowacyjne narzędzia i wiedzę na temat społecznego wymiaru technologii wydobywczych i przetwarzania minerałów, nie ulega wątpliwości, że projekt AlSiCal wzmocni ekologiczną transformację minerałów i metali w Europie. Dalsza rozbudowa i optymalizacja pionierskiej technologii AlSiCAl umożliwi jej szybsze wdrożenie w przemyśle.
Słowa kluczowe
AlSiCal, krzemionka, CO2, tlenek glinu, surowce, boksyt, węglan wapnia, zero odpadów, koprodukcja, aluminium, wydobycie, surowiec krytyczny
