วิธีการผลิตเหล็กจากโคลนแดงพิษใน 10 นาที

ทีมนักวิจัยชาวเยอรมันค้นพบวิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการแปลงโคลนแดง ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์รองจากอุตสาหกรรมอะลูมิเนียม ให้เป็นเหล็กที่มีความบริสุทธิ์สูงภายในเวลาเพียง 10 นาทีของการประมวลผล

นักวิจัยกำลังศึกษาวิธีเปลี่ยนขยะโคลนแดงจากการผลิตอะลูมิเนียมให้กลายเป็นเหล็ก ภาพ: Depositphotos — นักวิจัยกำลังศึกษาวิธีเปลี่ยนขยะโคลนแดงจากการผลิตอะลูมิเนียมให้กลายเป็นเหล็ก ภาพ: *Depositphotos*

ทีม นักวิทยาศาสตร์ จาก Max-Planck-Institut für Eisenforschung ซึ่งเป็นศูนย์วิจัยเหล็กในเยอรมนี ได้พัฒนาวิธีการเปลี่ยนผลพลอยได้จากโคลนแดงพิษจากการผลิตอะลูมิเนียมให้กลายเป็นเหล็ก ซึ่งจากนั้นจะถูกเปลี่ยนเป็นเหล็กกล้า "สีเขียว" วารสาร New Atlas รายงานเมื่อวันที่ 6 กุมภาพันธ์ การวิจัยครั้งใหม่นี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature

อุตสาหกรรมอลูมิเนียมผลิตตะกอนบ็อกไซต์หรือโคลนแดงประมาณ 180 ล้านตันต่อปี ตะกอนดังกล่าวมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงเนื่องจากเป็นด่างในปริมาณมากและอุดมไปด้วยโลหะหนักที่เป็นพิษ ในประเทศอย่างออสเตรเลีย จีน และบราซิล โคลนแดงส่วนเกินมักถูกกำจัดในหลุมฝังกลบขนาดใหญ่ซึ่งมีต้นทุนสูง อุตสาหกรรมเหล็กก็สร้างความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมไม่แพ้กัน โดยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 8% ของปริมาณการปล่อยทั่วโลก อย่างไรก็ตาม คาดว่าความต้องการเหล็กและอลูมิเนียมจะเพิ่มขึ้น 60% ภายในปี 2050

“กระบวนการของเราสามารถแก้ปัญหาขยะจากการผลิตอะลูมิเนียมและลดปริมาณการปล่อยคาร์บอนของอุตสาหกรรมเหล็กกล้าได้ในเวลาเดียวกัน” Matic Jovicevic-Klug หัวหน้าคณะผู้จัดทำผลการศึกษาครั้งใหม่กล่าว

โคลนแดงประกอบด้วยออกไซด์ของเหล็ก 60% การหลอมโคลนแดงในเตาเผาไฟฟ้าด้วยพลาสม่าที่มีไฮโดรเจน 10% จะทำให้โคลนแดงกลายเป็นเหล็กเหลวและออกไซด์เหลว ซึ่งสามารถสกัดเหล็กออกมาได้ง่าย เทคนิคการลดพลาสม่าใช้เวลาประมาณ 10 นาที และผลิตเหล็กบริสุทธิ์ที่สามารถแปรรูปเป็นเหล็กได้โดยตรง ออกไซด์ของโลหะที่ไม่กัดกร่อนจะแข็งตัวเมื่อเย็นลง จึงสามารถแปรรูปเป็นวัสดุคล้ายแก้วและใช้เป็นวัสดุถมหลังในอุตสาหกรรมก่อสร้างได้

อิสนัลดี ซูซา ฟิลโฮ หนึ่งในทีมวิจัยกล่าวว่า “หากใช้ไฮโดรเจนสีเขียวเพื่อผลิตเหล็กจากโคลนแดงจำนวน 4 พันล้านตันที่เกิดจากการผลิตอะลูมิเนียมทั่วโลกจนถึงปัจจุบัน อุตสาหกรรมเหล็กกล้าก็จะสามารถประหยัด CO2 ได้เกือบ 1.5 พันล้านตัน”

โลหะหนักที่เป็นพิษซึ่งอยู่ในโคลนแดงเดิมจะถูก “ทำให้เป็นกลาง” เกือบหมดด้วยกระบวนการใหม่ โลหะหนักที่เหลืออยู่จะถูกผูกไว้แน่นในออกไซด์ของโลหะ และไม่สามารถชะล้างออกไปในน้ำได้ เช่นเดียวกับโคลนแดงในหลุมฝังกลบ

“หลังจากกระบวนการรีดักชัน เราพบโครเมียมในเหล็ก โลหะหนักและมีค่าอื่นๆ อาจเข้าไปในเหล็กหรือในสถานที่อื่นด้วย เราจะทำการศึกษาเรื่องนี้ต่อไป จากนั้นโลหะมีค่าเหล่านี้สามารถแยกออกและนำกลับมาใช้ใหม่ได้” โจวิเซวิช-คลักกล่าว ทีมวิจัยยังกล่าวอีกว่าการผลิตเหล็กจากโคลนแดงโดยตรงโดยใช้ไฮโดรเจนสีเขียวมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมากและยังเป็นประโยชน์ ทางเศรษฐกิจ อีกด้วย

Thu Thao (ตาม New Atlas )

ลิงค์ที่มา