Μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο Rice αποκάλυψε μια γρήγορη και καθαρότερη μέθοδο για την εξαγωγή αλουμινίου και την απογύμνωση τοξικών μετάλλων από υπολείμματα βωξίτη, που ονομάζονται επίσης κόκκινη λάσπη. Το επικίνδυνο υποπροϊόν της παραγωγής αλουμινίου μαστίζει εδώ και καιρό τη βιομηχανία, αλλά αυτή η νέα τεχνική θα μπορούσε να σηματοδοτήσει μια σημαντική ανακάλυψη στη διαχείριση των αποβλήτων.
Η θέρμανση με στιγμιαία ροή καθαρίζει τα τοξικά μέταλλα
Η διαδικασία βασίζεται στην θέρμανση με στιγμιαία ροή Joule (FJH), η οποία στέλνει έναν ηλεκτρικό παλμό υψηλής ισχύος μέσω του υλικού για λιγότερο από ένα λεπτό. Μια μικρή δόση αερίου χλωρίου λειτουργεί παράλληλα με τον παλμό για την εξάτμιση επιβλαβών μετάλλων. Αυτό που απομένει είναι ένα υπόλειμμα πλούσιο σε αλουμίνιο που μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί.
Ο James Tour, καθηγητής χημείας και επιστήμης υλικών στο Πανεπιστήμιο Rice, χαρακτήρισε το επίτευγμα ως βιομηχανικό ορόσημο.
«Η έρευνά μας παρουσιάζει μια πιθανή λύση που αλλάζει τα δεδομένα για την κρίση της κόκκινης λάσπης», είπε. «Αυτή η πρόοδος είναι τεράστια από βιομηχανική άποψη, μετατρέποντας αυτό που κάποτε ήταν τοξικό εμπόδιο σε ένα πολύτιμο περιουσιακό στοιχείο σε λιγότερο από ένα λεπτό».
Ερευνητές απέδειξαν ότι το καθαρισμένο αλουμίνιο μπορεί να επιστρέψει στον κύκλο παραγωγής ή να μετατραπεί σε ανθεκτικά κεραμικά πλακίδια και τούβλα. Κάθε χρόνο, εκατομμύρια τόνοι κόκκινης λάσπης συσσωρεύονται παγκοσμίως, απειλώντας τις κοινότητες με μόλυνση των ποταμών και καταστροφές αποθήκευσης.
Οι διαφορές με τις παραδοσιακές μεθόδους
Οι παραδοσιακές προσεγγίσεις καθαρισμού συχνά περιλαμβάνουν παρατεταμένη θέρμανση ή διαβρωτικές χημικές ουσίες, τόσο δαπανηρές όσο και επιβλαβείς για το περιβάλλον.
Ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Qiming Liu, συν-πρώτος συγγραφέας, τόνισε την αποτελεσματικότητα της νέας προσέγγισης.
«Η ταχύτητα και η απλότητα αυτής της μεθόδου την κάνουν να ξεχωρίζει», είπε ο Liu. «Σε μόλις 60 δευτερόλεπτα, εξαγάγαμε το 96% του σιδήρου και σχεδόν όλα τα τοξικά είδη, διατηρώντας παράλληλα σχεδόν όλο το αλουμίνιο».
Η διαδικασία αποφεύγει το νερό και τους διαλύτες, ενώ παράλληλα αφαιρεί τα άλατα νατρίου, μια βασική βελτίωση. Το αποτέλεσμα είναι ένα ασφαλέστερο υλικό που δεν φέρει πλέον την καυστική φύση της ακατέργαστης κόκκινης λάσπης.
Προς βιώσιμες βιομηχανικές λύσεις
Η ομάδα πιστεύει ότι η μέθοδος έχει εφαρμογές πέρα από την παραγωγή αλουμινίου. Βιομηχανίες όπως η χαλυβουργία, η εξόρυξη και η επεξεργασία σπάνιων γαιών παράγουν επίσης ροές αποβλήτων μεγάλου όγκου που θα μπορούσαν να επωφεληθούν από το FJH.
«Αυτό που κάποτε αποτελούσε περιβαλλοντική απειλή μπορεί τώρα να μετατραπεί σε δομικά υλικά», δήλωσε ο συν-πρώτος συγγραφέας Shichen Xu. «Μετατρέψαμε την καθαρισμένη κόκκινη λάσπη σε κεραμικά που είναι εξαιρετικά σκληρά, καθιστώντας τα κατάλληλα για κατασκευές και ανάκτηση αλουμινίου».
Η τεχνική προσφέρει τρία σημαντικά οφέλη - συρρίκνωση των σωρών αποβλήτων, μείωση των εκπομπών και μείωση της ζήτησης για νέα εξόρυξη βωξίτη. Για τις κοινότητες που επλήγησαν από καταστροφές κόκκινης λάσπης, η πρόοδος αντιπροσωπεύει μια πρακτική πορεία προς τα εμπρός.
Ο Tour δήλωσε ότι το έργο κινείται προς τη βιομηχανική ανάπτυξη μέσω της Flash Metals USA, μιας θυγατρικής της Rice υπό την Metallium Ltd. Η εταιρεία συνεργάζεται με παραγωγούς αλουμινίου για την παγκόσμια κλιμάκωση της διαδικασίας.
Η χρηματοδότηση προήλθε από το Γραφείο Επιστημονικής Έρευνας της Πολεμικής Αεροπορίας και το Σώμα Μηχανικών του Στρατού των ΗΠΑ.
www.worldenergynews.gr
