Rødslam er avfall etter aluminiumproduksjon og utgjør et miljøproblem. Kilde: SINTEF
Rødslam (red mud) er et avfallsprodukt fra aluminiumsindustrien som det årlig produseres om lag 150 millioner tonn av.
Ved en standard produksjons- og raffineringsprosess av det sølvhvite metallet produseres det omtrent dobbelt så mye rødslam som aluminium. Store, verdifulle landarealer blir dermed brukt som deponi for det tidvis giftige avfallet, noe som skaper et globalt miljøproblem og en sikkerhetsrisiko for nærmiljøet.
Slammet består som regel av opptil 50 prosent jernoksid (som gir den røde fargen) og noen titalls prosent av aluminiumsoksid, titanoksid og silisiumoksid i tillegg til andre faste stoffer.
SINTEF jobber med å finne ut hvordan slagget kan brukes som ressurs, der vi får hentet ut mer metaller i tillegg til å redusere CO2-utslipp fra produksjonen.
Forskningsinstituttet leder nå et stort EU-prosjekt hvor de, sammen med ni andre partnere i Europa, blant annet norske ReSiTec og NTNU, skal bruke hydrogen for å produsere kobber og aluminium fra restene i henholdsvis kobberslagg og rødslam.
De utforsker metoden HARARE, som står for “Hydrogen As the Reducing Agent in the Recovery of metals and minerals from metallurgical waste”, med et mål om å både kutte utslipp, minke avfall og bedre utnytte ressursene som finnes.
Større behov gir et større problem
I tillegg til at de enorme mengdene deponert rødslam er et stort potensielt miljøproblem på lokal skala, er det også svært dårlig utnyttelse av ressurser.
Slagg fra metallindustrien inneholder ofte restmengder av verdifulle stoffer.
Det grønne skiftet er helt avhengige av metaller, både sjeldne og dem vi har mye av. Skiftet til fornybar energi, omstillingen til elektriske biler og konstruksjonen av “smarte byer” gjør at metalletterspørselen bare vil øke i årene fremover.
Geo365: 185 kg mineraler i hvert eneste batteri
Eksempelvis påpeker Det internasjonale energibyrået (IEA) at en elbil krever mer enn 200 kg metaller og mineraler, sammenliknet med drøyt 30 kg for en konvensjonell fossildrevet bil. Metallbehovet for grønn energiproduksjon viser det samme. Vind- og solkraft krever langt flere kg metaller og mineraler per produksjonskapasitet (MW) enn fossil energiproduksjon.
Geo365: Et regnestykke som ikke går opp
Metallindustrien bidrar også til både direkte og indirekte CO2-utslipp.
Produksjonen av metaller er en energikrevende operasjon. Hvilke energikilder som tas i bruk og en optimalisert prosess, der mest mulig produkt utvinnes, vil gjøre at de indirekte utslippene holdes nede.
Når det kommer til de direkte utslippene vil de bare kunne reduseres dersom produsert karbondioksid blir fanget eller dersom klimagassen ikke produseres i det hele tatt.
Produserer vann istedenfor CO2
For å finne ut om det går an å kutte det direkte CO2-utslippet har forskerne sett på hvordan denne klimagassen produseres i utvinningsprosessen. De fleste metaller finnes i berggrunnen som oksider, der hvert metallatom har bundet seg til ett eller flere oksygenatomer via sterke bindinger. For å bryte disse båndene kreves store mengder energi i tillegg til et nytt og attraktivt alternativ metallatomene kan binde seg til.
Her brukes ofte karbonatomer i form av for eksempel kull eller trefliser. Disse blandes med metalloksider og store mengder energi. Karbonet reagerer med oksygenet i metalloksidet og vi sitter igjen med rent metall og karbondioksid som avfallsprodukt til atmosfæren.
Vi vet at oksygenatomer også lett binder seg sammen med hydrogen og danner H2O, og det er dette HARARE-teknologien er basert på. Her produseres det rent metall og vann, og de direkte klimagassutslippene reduseres.
Dette er en metode med begrensninger. Hydrogen er ikke alltid et sterkt nok reduksjonsmiddel (binder seg til og tar oksygenet fra metallatomet), men teoretiske beregninger og forsøk i laboratoriet tilsier at det skal være mulig for flere metaller – enten fullstendig eller delvis.
Parallelt med SINTEFs forskning på bruk av hydrogen, jobber forskerne i AlSiCal-prosjektet med å utvikle en metode for å utnytte anortositt som råstoff til aluminiumsproduksjon i stedet for bauxitt. Om metoden én dag kan bli tatt i bruk, vil dette eliminere utslipp av rødslam og samtidig redusere CO2-utslippene. Norge sitter på store anortosittforekomster.
Geoforskning.no: Mulig nytt råstoff for smelteverkene
Billigere å deponere
Av de ca. 150 millioner tonn rødslam som produseres årlig, er det i dag kun 1-2 prosent som gjenbrukes i andre industrier, resten deponeres.
Dessverre er det slik at det koster mer å gjøre dette om til en ressurs, selv om teknologiske løsninger for gjenvinning er tilgjengelig. Det er rett og slett billigere å deponere slammet som avfall og heller utvinne nye metaller fra gruver.
Verdiene måles i tilbud og etterspørsel på kort sikt uten en langsiktig plan for å bevare ressursene for fremtidige generasjoner. Så lenge den billigste løsningen på kort sikt er deponering, er det ingen som tar seg råd til å se på andre alternativer.
I takt med at etterspørselen for metaller og andre kritiske råstoff øker, vil det antagelig være behov for å ta i bruk disse ressursene. Det økonomiske initiativet vil dermed kunne øke og kanskje det er dette som skal til for å få bukt med problemet.
