วิธีการผลิตเหล็กจากโคลนแดงพิษใน 10 นาที

ทีมนักวิจัยชาวเยอรมันค้นพบวิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการแปลงโคลนแดงซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์รองจากอุตสาหกรรมอะลูมิเนียมให้เป็นเหล็กที่มีความบริสุทธิ์สูงภายในเวลาเพียง 10 นาทีของการประมวลผล

นักวิจัยกำลังศึกษาวิธีเปลี่ยนขยะโคลนแดงจากการผลิตอะลูมิเนียมให้เป็นเหล็ก ภาพ: Depositphotos — นักวิจัยกำลังศึกษาวิธีเปลี่ยนขยะโคลนแดงจากการผลิตอะลูมิเนียมให้เป็นเหล็ก ภาพ: *Depositphotos*

ทีม นักวิทยาศาสตร์ จากสถาบัน Max-Planck-Institut für Eisenforschung ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยเหล็กในประเทศเยอรมนี ได้พัฒนาวิธีการเปลี่ยนผลพลอยได้จากโคลนแดงที่เป็นพิษจากการผลิตอะลูมิเนียมให้กลายเป็นเหล็ก ซึ่งต่อมาจะถูกเปลี่ยนเป็นเหล็กกล้า "สีเขียว" New Atlas รายงานเมื่อวันที่ 6 กุมภาพันธ์ งานวิจัยใหม่นี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature

อุตสาหกรรมอะลูมิเนียมผลิตตะกอนบอกไซต์หรือโคลนแดงประมาณ 180 ล้านตันต่อปี โคลนแดงมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงเนื่องจากมีฤทธิ์เป็นด่างสูงและอุดมไปด้วยโลหะหนักที่เป็นพิษ ในประเทศอย่างออสเตรเลีย จีน และบราซิล โคลนแดงส่วนเกินมักถูกกำจัดในหลุมฝังกลบขนาดใหญ่ซึ่งมีต้นทุนสูง อุตสาหกรรมเหล็กกล้าก็สร้างความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมไม่แพ้กัน โดยมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกถึง 8% อย่างไรก็ตาม คาดว่าความต้องการเหล็กและอะลูมิเนียมจะเพิ่มขึ้น 60% ภายในปี พ.ศ. 2593

“กระบวนการของเราสามารถแก้ปัญหาขยะจากการผลิตอะลูมิเนียมและลดปริมาณการปล่อยคาร์บอนของอุตสาหกรรมเหล็กกล้าได้ในเวลาเดียวกัน” Matic Jovicevic-Klug หัวหน้าทีมวิจัยการศึกษาครั้งใหม่กล่าว

โคลนแดงมีเหล็กออกไซด์อยู่ 60% การหลอมโคลนแดงในเตาอาร์กไฟฟ้าที่มีพลาสมาที่มีไฮโดรเจน 10% จะทำให้โคลนแดงกลายเป็นเหล็กเหลวและออกไซด์เหลว ซึ่งสามารถสกัดเหล็กออกมาได้ง่าย เทคนิคพลาสมารีดักชันใช้เวลาประมาณ 10 นาที และผลิตเหล็กบริสุทธิ์สูงที่สามารถนำไปแปรรูปเป็นเหล็กกล้าได้โดยตรง ออกไซด์ของโลหะที่ไม่กัดกร่อนจะแข็งตัวเมื่อเย็นตัวลง จึงสามารถนำไปแปรรูปเป็นวัสดุคล้ายแก้วและใช้เป็นวัสดุถมกลับในอุตสาหกรรมก่อสร้างได้

“หากใช้ไฮโดรเจนสีเขียวเพื่อผลิตเหล็กจากโคลนแดงจำนวน 4 พันล้านตันที่เกิดขึ้นจากการผลิตอะลูมิเนียมทั่วโลกจนถึงปัจจุบัน อุตสาหกรรมเหล็กกล้าจะสามารถลดการปล่อย CO2 ได้เกือบ 1.5 พันล้านตัน” อิสนัลดี ซูซา ฟิลโฮ หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว

โลหะหนักที่เป็นพิษที่มีอยู่ในโคลนแดงดั้งเดิมจะถูก “ทำให้เป็นกลาง” อย่างแท้จริงด้วยกระบวนการใหม่ โลหะหนักที่เหลืออยู่จะถูกยึดติดแน่นในออกไซด์ของโลหะ และไม่สามารถถูกชะล้างออกไปในน้ำได้ เช่นเดียวกับโคลนแดงในหลุมฝังกลบ

“หลังจากกระบวนการรีดักชัน เราพบโครเมียมในเหล็ก โลหะหนักและโลหะมีค่าอื่นๆ อาจเข้าไปในเหล็กหรือเข้าไปในสถานที่อื่นด้วย เราจะศึกษาเรื่องนี้ต่อไป และสามารถแยกโลหะมีค่าเหล่านี้ออกมาและนำกลับมาใช้ใหม่ได้” โยวิเซวิช-คลัก กล่าว ทีมงานยังกล่าวอีกว่าการผลิตเหล็กจากโคลนแดงโดยใช้ไฮโดรเจนสีเขียวโดยตรงนั้นมีประโยชน์อย่างมากต่อสิ่งแวดล้อมและยังเป็นประโยชน์ ทางเศรษฐกิจ อีกด้วย

Thu Thao (ตาม New Atlas )

ลิงค์ที่มา