Ученые создали «зеленую» сталь из токсичной красной глины за 10 минут

Автор: Елена
15.02.2024, 12:26

Исследователи из института Макса Планка в Германии разработали экономически жизнеспособный способ снижения воздействия на окружающую среду как сталелитейной, так и алюминиевой промышленности, используя водород для плавления токсичного красного шлама, оставшегося от производства алюминия, для производства экологичной стали примерно за 10 минут.

Согласно статистике, алюминиевая промышленность ежегодно производит около 198 млн. тонн остатков бокситов – «красного шлама», имеющего высокую щелочность и содержащего токсичные тяжелые металлы. В таких странах, как Австралия, Китай и Бразилия, красный шлам обычно выбрасывают на гигантские свалки, что требует высоких затрат на переработку. Сталелитейная промышленность не менее вредна для окружающей среды: на нее приходится 8% мировых выбросов углекислого газа. Тем не менее, прогнозируется, что к 2050 году спрос на сталь и алюминий увеличится на 60%.

Красная глина содержит до 60% оксида железа. Плавление шлама в электродуговой печи с использованием плазмы, содержащей 10% водорода, превращает его в жидкое железо и жидкие оксиды, что позволяет легко извлечь железо. По словам исследователей, метод плазменного восстановления занимает 10 минут и производит железо настолько чистое, что его можно перерабатывать непосредственно в сталь. А оксиды металлов, которые больше не вызывают коррозию, затвердевают при охлаждении, поэтому их можно превратить в стеклоподобный материал, который можно использовать в качестве наполнителя в строительной отрасли.

Как утверждают ученые, с помощью этого процесса «практически нейтрализуются» токсичные тяжелые металлы, первоначально обнаруженные в красном шламе. Любые оставшиеся тяжелые металлы прочно связаны с оксидами металлов и не могут быть смыты водой, как это может случиться с красной глиной, оставленной на свалке. Кроме того, после восстановления в железе были обнаружены хром и другие ценные металлы, которые в последующем можно будет отделить и использовать повторно.

Производство железа из красного шлама напрямую с использованием зеленого водорода приносит «двойную пользу» окружающей среде и является экономически выгодным. Согласно расчетам, если красный шлам содержит 35% оксида железа, этого достаточно, чтобы сделать процесс экономически выгодным и конкурентоспособным, даже с учетом стоимости зеленого водорода и электроэнергии для питания дуговой печи по сегодняшним ценам.

Кроме того, электродуговые печи широко используются в металлургической промышленности, в том числе на алюминиевых заводах, что потребует от отраслей лишь ограниченных инвестиций для повышения экологической устойчивости производств.

Фотоматериал: newatlas.com