Ein deutsches Forscherteam hat eine umweltfreundliche Methode gefunden, um Rotschlamm, ein Nebenprodukt der Aluminiumindustrie, in nur 10 Minuten Verarbeitungszeit in hochreines Eisen umzuwandeln.
Forscher suchen nach Möglichkeiten, Rotschlammabfälle aus der Aluminiumproduktion in Eisen umzuwandeln. Foto: Depositphotos
Ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung hat eine Methode entwickelt, um giftigen Rotschlamm, ein Nebenprodukt der Aluminiumproduktion, in Eisen umzuwandeln, das dann in „grünen“ Stahl umgewandelt wird, berichtete New Atlas am 6. Februar. Neue Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Die Aluminiumindustrie erzeugt jedes Jahr etwa 180 Millionen Tonnen Bauxitschlamm oder Rotschlamm. Diese Substanz ist sehr ätzend, da sie stark alkalisch und reich an giftigen Schwermetallen ist. In Ländern wie Australien, China und Brasilien wird überschüssiger Rotschlamm oft auf riesigen Mülldeponien entsorgt, was hohe Entsorgungskosten verursacht. Die Stahlindustrie ist gleichermaßen umweltschädlich und trägt 8 % zu den weltweiten CO2-Emissionen bei. Allerdings wird erwartet, dass die Nachfrage nach Stahl und Aluminium bis 2050 um 60 % steigen wird.
„Unser Verfahren könnte gleichzeitig das Abfallproblem bei der Aluminiumproduktion lösen und den CO2-Fußabdruck der Stahlindustrie reduzieren“, sagte Matic Jovicevic-Klug, Hauptautor der neuen Studie.
Rotschlamm enthält 60 % Eisenoxid. Durch das Schmelzen des Rotschlamms in einem Lichtbogenofen mit einem Plasma, das 10 % Wasserstoff enthält, wird dieser zu flüssigem Eisen und flüssigem Oxid reduziert, aus dem das Eisen leicht extrahiert werden kann. Die Plasmareduktionstechnik dauert etwa 10 Minuten und erzeugt sehr reines Eisen, das direkt zu Stahl verarbeitet werden kann. Die nicht korrosiven Metalloxide härten beim Abkühlen aus. Daher können sie in glasähnliche Materialien umgewandelt und als Füllmaterialien in der Bauindustrie verwendet werden.
„Würde man grünen Wasserstoff nutzen, um aus den vier Milliarden Tonnen Rotschlamm, die bislang bei der weltweiten Aluminiumproduktion anfallen, Eisen herzustellen, könnte die Stahlindustrie fast 1,5 Milliarden Tonnen CO2 einsparen“, sagt Isnaldi Souza Filho, Mitglied des Forschungsteams.
Die im ursprünglichen Rotschlamm vorhandenen giftigen Schwermetalle werden durch das neue Verfahren „praktisch neutralisiert“. Eventuelle verbleibende Schwermetalle sind in Metalloxiden fest gebunden und können nicht – wie etwa Rotschlamm auf Mülldeponien – mit Wasser weggespült werden.
„Nach dem Reduktionsprozess haben wir Chrom im Eisen gefunden. Auch andere Schwer- und Edelmetalle könnten in das Eisen oder in einen separaten Bereich gelangt sein. Dies werden wir in weiteren Untersuchungen untersuchen. Die Edelmetalle könnten dann abgetrennt und wiederverwendet werden“, so Jovicevic-Klug. Das Forschungsteam sagte außerdem, dass die direkte Herstellung von Eisen aus Rotschlamm unter Verwendung von grünem Wasserstoff große Vorteile für die Umwelt und auch wirtschaftliche Vorteile mit sich bringe.
Thu Thao (Laut New Atlas )
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