Ekologiczna stal pozyskiwana z odpadów!

O ekologicznej produkcji stali mówi się w ostatnim czasie coraz więcej. Zazwyczaj odnosi się ona do kwestii emisji gazów cieplarnianych, uwalnianych podczas produkcji. Tym razem doniesienia naukowców mówią o samych materiałach, wykorzystywanych podczas wytwarzania stali.

Uwagę badaczy przykuł tzw. czerwony szlam (ang. red mud), wytwarzany podczas procesu produkcji aluminium. Aluminium jest obecnie uznawane za najszybciej rozwijającą się grupą materiałów produkowanych masowo. To jeden z najbardziej wszechstronnych i szeroko stosowanych metali w przemyśle. Choć samo aluminium można poddawać recyklingowi, co czyni je metalem w tym sensie ekologicznym, to sam proces jego produkcji wiąże się z wytwarzaniem dużej ilości odpadów.

Czym jest czerwony szlam?

Wspomniany czerwony szlam jest wysoce zasadowym (pH 10–13) osadem zawierającym mieszaninę różnych tlenków, śladowe ilości cennych metali, a także potencjalnie toksyczne metale ciężkie. Z tego powodu może być niebezpieczny. Naukowcy szacują, że może być wytwarzany w ilości nawet 180 milionów ton rocznie. Dynamiczny wzrost rynku stopów aluminium przekłada się na równie szybki wzrost produkcji czerwonego szlamu. Zdecydowana większość tego odpadu nie jest poddawana przetworzeniu w celu ponownego wykorzystania: zamiast tego składuje się go na wysypiskach; niestety nie zawsze odpowiednio zabezpieczonych. Z tego powodu wzrasta ryzyko poważnej katastrofy środowiskowej.

Czytaj też >> Źródła taniej energii dla przemysłu. Co blokuje ich rozwój?

Badacze przygotowali metodę, która umożliwia przekształcanie czerwonego szlamu w wartościowy i przyjazny środowisku surowiec do produkcji żelaza. Opiera się ona na redukcji plazmowo-wodorowej, czyli bezemisyjnej technologii wykorzystującej wodór. Dzięki temu możliwe jest ograniczenie emisji dwutlenku węgla związanej z produkcją stali, a dzięki temu wytworzenie nawet kilkuset milionów ton ekologicznej stali. Ilość ta może dochodzić nawet do 1/3 ilości światowego zapotrzebowania na stal. Nowe podejście pozwala więc przekształcić toksyczny odpad z produkcji aluminium w cenny surowiec, a tym samym ograniczyć emisję gazów cieplarnianych w procesie wytwarzania stali, przyczyniając się do zrównoważonego rozwoju.

Naukowcy szacują, że metoda, którą opracowali, charakteryzuje się nie tylko szybkim przekształceniem części czerwonego szlamu w żelazo. Uzyskany materiał zawiera średnio 95% żelaza i pomijalnej ilości szkodliwych elementów, takich jak siarka (S), fosfor (P) i węgiel (C). Dzięki temu żelazo to nadaje się do bezpośredniego zastosowania w produkcji stali.

Źródła:

• Artykuł dotyczący pozyskiwania żelaza z czerwonego szlamu opublikowany w Nature [https://www.nature.com/articles/s41586-023-06901-z]

• Informacja opublikowana na Instagramie Justyny Diaków [@pani.geolog]