Silica Greenstone, slagget som gjenstår etter produksjonen av silikomangan, kan ha mange bruksområder. Det hjelper selvfølgelig godt på at det er motstandsdyktig, fritt for organiske miljøgifter og at innholdet av tungmetaller og radioaktive stoffer ligger godt under etablerte grenseverdier. Foto: Eramet Norway
I 50 år (siden 1974) har de glohete smelteovnene i Kvinesdal ved hjelp av norsk vannkraft omgjort malm fra gruver i Gabon til raffinerte manganlegeringer som primært benyttes i stålindustrien.
Det er Eramet Norway som driver smelteverket, og de opererer også to andre smelteverk i Sauda og Porsgrunn. Den norske virksomheten faller inn under det franske selskapet Eramet, som drifter gruver og smelteverk i en rekke land.
I Kvinesdal produserer Eramet årlig 180 000 tonn silikomangan. Smelteprosessen skaper også ca. 220 000 tonn slagg (restmateriale) som kan minne om vulkansk glass med et grønnlig skjær.
Det er verdt å merke seg er at Eramet aldri har betraktet slagget som et avfallsprodukt, men som et biprodukt som kan brukes som fyllmasse til bygningsprosjekter. På denne måten har de unngått å måtte ty til deponering, men heller sørget for optimal utnyttelse av råstoffet fra gruvene i Gabon.
De seneste årene har selskapet undersøkt om slagget kan ha flere bruksområder som både kan være verdiskapende og bidra til en bedre verden. Et produkt som manifesterer vår tids økende fokus på sirkulærøkonomi og bærekraft.
– Vi kaller det Silica Green Stone (SiGS®). Det klinger bra, og bidrar til å skape mer interesse blant partnere og kunder, sier Øyvind Kjørkleiv, teknisk forretningsutvikler i Eramet Norway.
Det var i 2019 at Kjørkleivs kolleger begynte arbeidet med å identifisere mulige bruksområder for SiGS, etter at de året tidligere hadde besøkt og idéutvekslet med flere medlemsbedrifter i Eyde-klyngen, en samarbeidsarena for prosessindustrien.
Mulig sementerstatter
Det ble raskt klart at den grønne steinen hadde egenskaper som kunne gjøre den egnet for flere formål. Det som pekte seg ut som mest interessant, var potensialet innen betongproduksjon.
– SiGS’ innhold av silisiumdioksid (SiO2, silika) og kalsiumoksid (CaO) gir det visse reaksjonsegenskaper som minner om tradisjonell sement. Undersøkelser har vist at en betydelig andel av sement i betong kan erstattes med Silica Green Stone, forklarer Kjørkleiv.
Testene, som Eramet gjennomførte i samarbeid med blant annet SINTEF Helgeland, har demonstrert at ved å bruke finmalt slagg som bindemiddel, kan det erstatte opptil 40 prosent av sementen.
Forskningsresultatene er av stor betydning. For Eramet kan dette bety at biproduktet fra smelteprosessen kan generere et verdifullt, salgbart produkt. For verden kan det utgjøre et lite skritt i retning reduserte klimagassutslipp.
Betong er et av verdens mest anvendte materialer, og produksjonen av hovedbestanddelen sement, som er laget av kalkstein, antas å bidra til om lag fire prosent av de globale CO2-utslippene.
Ifølge Det internasjonale energibyrået IEA har The Global Cement and Concrete Association, som representerer 40 prosent av den globale sementproduksjonen, uttalt at de sikter mot karbonnøytral produksjon innen 2050. Da må alternative materialer – som SiGS – inn i fremtidens mørtelmiks.
Men før SiGS kan inngå i fremtidens betong, må produktet godkjennes for bruk.
– Vi jobber med å få Silica Green Stone inn i betongstandarden, og håper å få det til våren 2025, informerer forretningsutvikleren.
Han understreker at Eramets slagg kun vil utgjøre en dråpe i det globale betonghavet, men at det også finnes andre alternative materialer som kan egne seg som sementerstatter på linje med SiGS. Her kan det nevnes at også norske Cemonite (tidl. Saferock) utvikler mer klimavennlig betong basert på avgangsmasser fra Titania og Nordic Mining (geo365.no: «Tar grep for å redusere avgangsmasser»).
Samtidig mener Kjørkleiv at i takt med at kullkraftverk legges ned (i det minste i den vestlige verden), kan etterspørselen etter slike alternativer øke. Flyveaske fra kullkraftverk er nemlig ett av råstoffene som i dag inngår i betongproduksjon.
Flere bruksområder innen veibygging
Men de mulige bruksområdene stopper ikke her. Sommeren 2024 ble noen lastebillass med SiGS lagt ut ved Nye Veiers nye E39 gjennom Lyngdal.
200 meter av strekningen har nå 1 500 tonn Silica Green Stone som forsterkningslag under asfalten.
– Denne pilotstrekningen er et stort skritt i retning av et nytt bruksområde. Vi har jobbet med blant annet Nye Veier for å finne ut om slagget har riktig og god nok kvalitet for å inngå i veikropp. Det må oppfylle visse krav til hardhet og slitasjeegenskaper, og så langt har testene sett bra ut, opplyser Kjørkleiv.
Han kan fortelle at slagg fra industri inngår i den nye veinormalen N200 og nå er tillatt brukt i veiprosjekter så lenge de tilfredsstiller kravene.
Økt bruk av gjenbruksmaterialer og slagg i slike prosjekter kan være med på å redusere behovet for uttak av jomfruelige masser og er således et grep for reduserte inngrep i naturen. Gjenbruk resulterer ofte også i reduserte klimagassutslipp.
Teststrekningen ved E39 Lyngdal er en del av et større forskningsprosjekt som Eramet tar del i: Bærekraftig verdikjede og materialbruk i veibygging. Prosjektansvarlig er Nye Veier, prosjektleder er VIA, og prosjektet støttes av Forskningsrådet, Innovasjon Norge og SIVA gjennom Grønn plattform.
– Eramet deltar i alle arbeidspakkene, og får testet SiGS i tre av dem: Vegkropp, Tunnel og Konstruksjoner langs veg.
For SiGS testes ikke bare som forsterkningslag til vei (Vegkropp). Også i veiprosjekter kan materialet inngå som en innsatsfaktor til sement. I tunnelprosjektet testes sementegenskapene til SiGS i form av berginjeksjon. Berginjeksjon er en metode for å tette tunneler ved å sprøyte sementrik injeksjonsmasse inn i sprekker i berget.
SiGS skal denne høsten også benyttes i en støyskjermpilot i delprosjektet som omhandler betongkonstruksjoner langs vei.
Grønn plattform-prosjektet varer frem til 2026, og vil bidra betydelig til å dokumentere Silica Green Stones egenskaper som materiale innenfor ulike aspekter av veibygging. Parallelt med dette har Eramet gjennomført et uavhengig prosjekt der slagget har blitt blandet inn i asfalt.
– Asfalt Sør har produsert asfalt med SiGS med gode resultater og kommer til å bruke dette i sin produksjonslinje fremover. Dette er for oss positivt og nok et eksempel på god, lokal utnyttelse av materialet.
Kjørkleiv opplyser at det først og fremst er ved smelteverket i Kvinesdal at fokuset på alternative bruksområder for Silica Green Stone har vært viktig. SiGS produseres også i noe mindre mengder ved smelteverket i Porsgrunn (ca. 90 000 tonn per år), men i mer urbane strøk vil behovet for fyllmasser til ulike byggeprosjekter sørge for at slagget alltid er etterspurt.
Positivt for plantene
Våren 2024 ble Eramet tildelt Eyde-prisen, en utmerkelse som Eyde-klyngen gir til grupper som blant annet har bidratt til å sikre den norske prosessindustriens konkurransekraft og å utvikle nye lønnsomme forretningsområder.
Juryen påpekte at Silica Green Stone-prosjektet er et grep som bidrar til økt utnyttelse av sidestrømmer fra prosessindustrien, og at det leverer på flere av FNs bærekraftsmål.
De fremhevet ytterligere et bruksområde for SiGS: jordforbedring.
Slagget er allerede godkjent som kalkningsmiddel i Norge grunnet det relativt høye kalkinnholdet (kalsiumoksid). Men Kjørkleiv og hans kolleger har større ambisjoner.
Sammen med Universitetet i Warsawa har Eramet i samarbeid med konsulent Tor Søyland Hansen gjennomført tester på polske åkre gjennom flere vekstsesonger.
– Forskning har vist at silisium er viktig for planters vekst, og forsøkene vi har gjort i Polen ser ut til å støtte opp under dette, forteller Kjørkleiv.
Han utdyper:
– Til forskjell fra naturlig silika i jordsmonnet, er silikaen i vårt produkt amorft, noe som kort fortalt innebærer at plantene lettere kan ta det opp gjennom røttene. Visse plantetyper, for eksempel mais og sukkerneper, trenger silisium for å bedre takle ulike typer stress, for eksempel tørke eller insektsangrep. De blir mer robuste og kan vokse seg større.
Det hører videre med til «salgspitchen» at økt tilgang på biotilgjengelig silisium kan bidra til å gjøre plantenes stilker og blader hardere, egenskaper som blant annet gjør dem bedre rustet for et våtere og villere klima der avlinger kan gå tapt om svakere planter slås til bakken i hardt regn.
Ytterligere et argument er det faktum at silika reduserer opptaket av miljøgiften kadmium og kan dermed bidra til å gjøre maten vår sunnere.
Kjørkleiv utelukker ikke at innholdet av mangan – i tillegg til kalken – i SiGS også er gunstig for plantene, men understreker av det store fortrinnet først og fremst er tilstedeværelsen av fri silika.
Selvfølgelig er det også avgjørende at Silica Green Stone er fritt for organiske miljøgifter og at innholdet av tungmetaller og radioaktive stoffer ligger godt under etablerte grenseverdier. Det var derfor uproblematisk å levere mindre kvanta av slagget til den lokale bonden i Kvinesdal som ønsket å kjøpe fyllmasse som han kunne bruke for å løfte matjorda i et lavtliggende parti av åkeren der jorda var for vasstrukken til å kunne gi god avling.
Mulig markedsføring og salg av SiGS rettet mot landbruk er ventet å begynne i 2025.
Silica Green Stone er et stjerneeksempel på at rest- eller biprodukter fra metallurgisk industri kan være så mye mer enn et verdiløst overskuddsprodukt.
For Eramet Norway har slagget potensial til å bli et lønnsomt ben å stå på ved siden av hovedgeskjeften, samtidig som selskapet kan demonstrere at de gjør sitt for å bidra til at vi kommer ett steg nærmere en sirkulærøkonomisk verden.
Eramets innsats med å identifisere de mange bruksområdene bør være til inspirasjon både for annen prosessindustri, men ikke minst også for norsk bergindustri og anleggsprosjekter der overskuddsmasser ikke alltid finner «nye hjem», men deponeres på land eller i sjø.
