Mărește / Un iaz de reținere a noroiului roșu în Germania.
Metalele care formează fundația societății moderne cauzează și ele o serie de probleme. Separarea metalelor pe care le dorim de alte minerale este adesea consumatoare de energie și poate lăsa în urmă volume mari de deșeuri toxice. Obținerea lor într-o formă pură poate necesita un al doilea și considerabil aport de energie, crescând emisiile de carbon asociate.
O echipă de cercetători din Germania și-a dat seama acum cum să rezolve unele dintre aceste probleme pentru o anumită clasă de deșeuri miniere create în timpul producției de aluminiu. Metoda lor se bazează pe hidrogen și electricitate, care pot fi ambele obținute din energie regenerabilă și extrage fier și, eventual, alte metale din deșeuri. Ceea ce a rămas în urmă poate fi încă toxic, dar nu este la fel de dăunător pentru mediu.
Din noroi
Primul pas în producția de aluminiu este izolarea oxidului de aluminiu de celelalte materiale din minereu. Aceasta lasă în urmă un material cunoscut sub numele de noroi roșu; se estimează că anual sunt produse aproape 200 de milioane de tone. În timp ce culoarea roșie provine din oxizii de fier prezenți, există o mulțime de alte materiale în ea, dintre care unele pot fi toxice. Iar procesul de izolare a oxidului de aluminiu lasă materialul cu un pH foarte bazic.
Toate aceste caracteristici înseamnă că noroiul roșu, în general, nu poate (sau cel puțin nu ar trebui) să fie returnat mediului. În general, este păstrat în iazuri de izolare – la nivel global, se estimează că acestea adăpostesc 4 miliarde de tone de noroi roșu și multe iazuri de izolare au explodat de-a lungul anilor.
Oxizii de fier pot reprezenta peste jumătate din greutatea noroiului roșu în unele locații, făcându-l potențial o sursă bună de fier. Metodele tradiționale au procesat minereurile de fier prin reacția lor cu carbon, ducând la eliberarea de dioxid de carbon. Dar au fost făcute eforturi pentru a dezvolta producția de „oțel verde” în care această etapă este înlocuită cu o reacție cu hidrogen, lăsând apa ca produs secundar primar. Deoarece hidrogenul poate fi produs din apă folosind electricitate regenerabilă, acest lucru are potențialul de a elimina multe emisii de carbon asociate cu producția de fier.
Echipa din Germania a decis să testeze o metodă de producție de oțel verde pe noroi roșu. Au încălzit o parte din material într-un cuptor cu arc electric într-o atmosferă care era în mare parte argon (care nu ar reacționa cu nimic) și hidrogen (la 10 la sută din amestec).
Pompare (exterior) fier
Reacția a fost remarcabil de rapidă. În câteva minute, în amestec au început să apară noduli metalici de fier. Producția de fier a fost în mare parte completă cu aproximativ 10 minute. Fierul a fost remarcabil de pur, aproximativ 98 la sută din materialul în greutate din noduli fiind fier.
Începând cu o probă de 15 grame de noroi roșu, procesul a redus aceasta la 8,8 grame, deoarece majoritatea oxigenului din material a fost eliberat sub formă de apă. (Este demn de remarcat faptul că această apă ar putea fi ciclată înapoi la producția de hidrogen, închizând bucla pe acest aspect al procesului.) Din acele 8,8 grame, aproximativ 2,6 (30 la sută) au fost sub formă de fier.
Cercetarea a constatat că în amestec se formează și niște bucăți mici de titan relativ pur. Deci, există șansa ca acest lucru să poată fi utilizat în producția de metale suplimentare, deși procesul ar trebui probabil optimizat pentru a crește randamentul a oricărui alt lucru decât fierul.
Vestea bună este că a rămas mult mai puțin noroi roșu de care să vă faceți griji după asta. În funcție de sursa minereului original care conține aluminiu, unele dintre acestea pot include concentrații relativ mari de materiale valoroase, cum ar fi mineralele pământurilor rare. Dezavantajul este că orice materiale toxice din minereul original vor fi semnificativ mai concentrate.
Ca un mic plus, procesul neutralizează și pH-ul reziduului rămas. Deci, acesta este cel puțin un lucru mai puțin de care să vă faceți griji.
Dezavantajul este că procesul este incredibil de consumator de energie, atât în producerea hidrogenului necesar, cât și în funcționarea cuptorului cu arc. Costul acelei energie face ca lucrurile să fie dificile din punct de vedere economic. Acest lucru este parțial compensat de costurile mai mici de procesare – minereul a fost deja obținut și are o puritate relativ ridicată.
Dar caracteristica cheie a acestui lucru este emisiile de carbon extrem de scăzute. În prezent, nu există niciun preț pentru cele în majoritatea țărilor, ceea ce face economia acestui proces mult mai dificilă.
Natura, 2024. DOI: 10.1038/s41586-023-06901-z (Despre DOI).
Comentarii recente