Πράσινος χάλυβας από τοξική κόκκινη λάσπη σε 10 λεπτά
Οι ερευνητές έχουν επινοήσει έναν οικονομικά βιώσιμο τρόπο για τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων τόσο της βιομηχανίας χάλυβα όσο και του αλουμινίου χρησιμοποιώντας υδρογόνο για να λιώσει την τοξική κόκκινη λάσπη που απομένει από την παραγωγή αλουμινίου για την παραγωγή πράσινου χάλυβα σε περίπου 10 λεπτά.
Το πλαίσιο
Η βιομηχανία αλουμινίου παράγει περίπου 198 εκατομμύρια τόνους (180 εκατομμύρια τόνους) υπολειμμάτων βωξίτη – «κόκκινη λάσπη» – ετησίως, η οποία είναι εξαιρετικά διαβρωτική επειδή έχει υψηλή αλκαλικότητα και είναι πλούσια σε τοξικά βαρέα μέταλλα. Σε χώρες όπως η Αυστραλία, η Κίνα και η Βραζιλία, η υπολειπόμενη κόκκινη λάσπη συνήθως απορρίπτεται σε γιγάντιες χωματερές, με υψηλό κόστος επεξεργασίας. Η βιομηχανία χάλυβα είναι εξίσου επιζήμια για το περιβάλλον, υπεύθυνη για το 8% των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Ωστόσο, η ζήτηση για χάλυβα και αλουμίνιο προβλέπεται να αυξηθεί έως και 60% έως το 2050.
Ωστόσο, επιστήμονες από το Max-Planck-Institut für Eisenforschung της Γερμανίας, ένα κέντρο έρευνας σιδήρου, μπορεί να έχουν μια λύση για να μετατρέψουν το τοξικό υποπροϊόν της κόκκινης λάσπης που απομένει από την παραγωγή αλουμινίου σε πράσινο χάλυβα.
Η τάση
Η κόκκινη λάσπη αποτελείται από έως και 60% οξείδιο του σιδήρου. Η τήξη της λάσπης σε έναν κλίβανο ηλεκτρικού τόξου χρησιμοποιώντας ένα πλάσμα που περιέχει 10% υδρογόνο τη μειώνει σε υγρό σίδηρο και υγρά οξείδια, επιτρέποντας την εύκολη εξαγωγή του σιδήρου. Η τεχνική μείωσης του πλάσματος διαρκεί 10 λεπτά και παράγει σίδηρο τόσο καθαρό, λένε οι ερευνητές, που μπορεί να μεταποιηθεί απευθείας σε χάλυβα. Και τα μη διαβρωτικά οξείδια μετάλλων στερεοποιούνται κατά την ψύξη, ώστε να μπορούν να μετατραπούν σε υλικό που μοιάζει με γυαλί που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως υλικό πλήρωσης στην κατασκευαστική βιομηχανία.
Τα τοξικά βαρέα μέταλλα που βρέθηκαν αρχικά στην κόκκινη λάσπη «εξουδετερώνονται ουσιαστικά» χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Τυχόν βαρέα μέταλλα που παραμένουν είναι σταθερά συνδεδεμένα με τα οξείδια μετάλλων και δεν μπορούν να ξεπλυθούν με νερό, όπως μπορεί να συμβεί με την κόκκινη λάσπη που αφήνεται σε χώρο υγειονομικής ταφής.
Τα οφέλη
Οι ερευνητές λένε ότι η παραγωγή σιδήρου από κόκκινη λάσπη απευθείας χρησιμοποιώντας πράσινο υδρογόνο ωφελεί το περιβάλλον «διπλάσια» και είναι οικονομικά ωφέλιμη. Χρησιμοποιώντας τους υπολογισμούς τους, εάν η κόκκινη λάσπη περιέχει 35% οξείδιο σιδήρου, αυτό είναι αρκετό για να κάνει τη διαδικασία οικονομική. κόστος πράσινου υδρογόνου και ηλεκτρικής ενέργειας για την τροφοδοσία της καμίνου τόξου στις σημερινές τιμές και συμπεριλαμβανομένου του κόστους υγειονομικής ταφής της κόκκινης λάσπης, μια αναλογία 30% έως 40% οξειδίου του σιδήρου στη λάσπη θα χρειαζόταν για να είναι ανταγωνιστικός ο σίδηρος που προκύπτει στην αγορά .
Επιπλέον, οι κάμινοι ηλεκτρικού τόξου χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία μετάλλων – συμπεριλαμβανομένων των χυτηρίων αλουμινίου – κάτι που θα απαιτούσε από τις βιομηχανίες να κάνουν μόνο περιορισμένες επενδύσεις για να γίνουν πιο βιώσιμες.
Πηγή: https://newatlas.com/materials/toxic-baulxite-residue-aluminum-plasma-reduction-hydrogen-green-steel/
Πηγή φωτογραφίας: Ruth3133/Pixabay
Το πλαίσιο
Η βιομηχανία αλουμινίου παράγει περίπου 198 εκατομμύρια τόνους (180 εκατομμύρια τόνους) υπολειμμάτων βωξίτη – «κόκκινη λάσπη» – ετησίως, η οποία είναι εξαιρετικά διαβρωτική επειδή έχει υψηλή αλκαλικότητα και είναι πλούσια σε τοξικά βαρέα μέταλλα. Σε χώρες όπως η Αυστραλία, η Κίνα και η Βραζιλία, η υπολειπόμενη κόκκινη λάσπη συνήθως απορρίπτεται σε γιγάντιες χωματερές, με υψηλό κόστος επεξεργασίας. Η βιομηχανία χάλυβα είναι εξίσου επιζήμια για το περιβάλλον, υπεύθυνη για το 8% των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Ωστόσο, η ζήτηση για χάλυβα και αλουμίνιο προβλέπεται να αυξηθεί έως και 60% έως το 2050.
Ωστόσο, επιστήμονες από το Max-Planck-Institut für Eisenforschung της Γερμανίας, ένα κέντρο έρευνας σιδήρου, μπορεί να έχουν μια λύση για να μετατρέψουν το τοξικό υποπροϊόν της κόκκινης λάσπης που απομένει από την παραγωγή αλουμινίου σε πράσινο χάλυβα.
Η τάση
Η κόκκινη λάσπη αποτελείται από έως και 60% οξείδιο του σιδήρου. Η τήξη της λάσπης σε έναν κλίβανο ηλεκτρικού τόξου χρησιμοποιώντας ένα πλάσμα που περιέχει 10% υδρογόνο τη μειώνει σε υγρό σίδηρο και υγρά οξείδια, επιτρέποντας την εύκολη εξαγωγή του σιδήρου. Η τεχνική μείωσης του πλάσματος διαρκεί 10 λεπτά και παράγει σίδηρο τόσο καθαρό, λένε οι ερευνητές, που μπορεί να μεταποιηθεί απευθείας σε χάλυβα. Και τα μη διαβρωτικά οξείδια μετάλλων στερεοποιούνται κατά την ψύξη, ώστε να μπορούν να μετατραπούν σε υλικό που μοιάζει με γυαλί που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως υλικό πλήρωσης στην κατασκευαστική βιομηχανία.
Τα τοξικά βαρέα μέταλλα που βρέθηκαν αρχικά στην κόκκινη λάσπη «εξουδετερώνονται ουσιαστικά» χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Τυχόν βαρέα μέταλλα που παραμένουν είναι σταθερά συνδεδεμένα με τα οξείδια μετάλλων και δεν μπορούν να ξεπλυθούν με νερό, όπως μπορεί να συμβεί με την κόκκινη λάσπη που αφήνεται σε χώρο υγειονομικής ταφής.
Τα οφέλη
Οι ερευνητές λένε ότι η παραγωγή σιδήρου από κόκκινη λάσπη απευθείας χρησιμοποιώντας πράσινο υδρογόνο ωφελεί το περιβάλλον «διπλάσια» και είναι οικονομικά ωφέλιμη. Χρησιμοποιώντας τους υπολογισμούς τους, εάν η κόκκινη λάσπη περιέχει 35% οξείδιο σιδήρου, αυτό είναι αρκετό για να κάνει τη διαδικασία οικονομική. κόστος πράσινου υδρογόνου και ηλεκτρικής ενέργειας για την τροφοδοσία της καμίνου τόξου στις σημερινές τιμές και συμπεριλαμβανομένου του κόστους υγειονομικής ταφής της κόκκινης λάσπης, μια αναλογία 30% έως 40% οξειδίου του σιδήρου στη λάσπη θα χρειαζόταν για να είναι ανταγωνιστικός ο σίδηρος που προκύπτει στην αγορά .
Επιπλέον, οι κάμινοι ηλεκτρικού τόξου χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία μετάλλων – συμπεριλαμβανομένων των χυτηρίων αλουμινίου – κάτι που θα απαιτούσε από τις βιομηχανίες να κάνουν μόνο περιορισμένες επενδύσεις για να γίνουν πιο βιώσιμες.
Πηγή: https://newatlas.com/materials/toxic-baulxite-residue-aluminum-plasma-reduction-hydrogen-green-steel/
Πηγή φωτογραφίας: Ruth3133/Pixabay
