Zehirli Kırmızı Çamurdan ‘Yeşil Çelik’
Alüminyum üretiminde her yıl yaklaşık olarak 180 milyon ton ‘kırmızı çamur (boksit kalıntısı)’ açığa çıkıyor ve bu atık çevresel bir tehdit oluşturuyor. Ayrıca çelik endüstrisi çevreye en çok CO2 salımı yapan sektörlerden biridir. 1 ton çelik üretmek için yaklaşık 2 ton CO2 açığa çıkıyor!
Almanya Max Planck Demir Araştırma Enstitüsü’nden bilim insanları, bu iki sorunu çözecek yöntem geliştirdiler. Yaklaşık 10 dakika içinde kırmızı çamurdan ‘yeşil çelik’ ürettiler. Hem ekonomik hem çevreci olan bu yöntemden bahsetmeden önce sizlere kırmızı çamurdan biraz söz edelim.
Kırmızı Çamur (Boksit Kalıntısı) Nedir?
Ham alüminyum cevheri olan boksit madeninin rafinasyonu sırasında ortaya çıkan atığa kırmızı çamur denir. Yüksek demir içeriği olduğundan ötürü rengi kırmızıdır. Oluşan bu çamur Çevre ve Şehircilik Bakanlığı’ndan alınan izin doğrultusunda tesise yakın bir bölgede düzenli olarak depolanır.
Depolanan çamurun yüksek bazik özelliğe (pH 10-13) sahip olması ve Alüminyum , Arsenik ve Vanadyum gibi zehirli metaller içermesi, su kaynakları ve çevre kirliliği riskini de beraberinde getirir. Bu sebeplerden dolayı, kırmızı çamur atığı büyük ekonomik kayıplara yol açarak alüminyum sektörünün ciddi sıkıntılarından birisi haline gelmiştir. Ayrıca sıcak havalarda kuruyan kırmızı çamur tozları rüzgârların da etkisiyle hava kirliliğine neden olur.
2010 yılında Macaristan’da, 2012’de ise Çin’de yaşanan kırmızı çamur sızıntılarının yarattığı çevresel felaketleri hatırlayabiliriz.
Yeşil Çelik
2050 yılına kadar alüminyum ve çeliğe olan taleplerin %60′ a kadar artması bekleniyor. Bu taleplerin artmasıyla yukarıda bahsettiğimiz çevresel felaketler de bir hayli artacaktır. İşte bu sorunlara çözüm arayan Almanya’daki bilim insanları, kırmızı çamurdan çelik elde edilmesiyle ilgili heyecan verici bir çalışma yayımladılar.
Bilim insanları öncelikle kırmızı çamuru, elektrikli ark ocağı adı verilen cihazda yaklaşık olarak 1850°C sıcaklığa kadar ısıttılar ve Argon-Hidrojen karışımı ve Oksijenle reaksiyona soktular. Ortaya çıkan ergiyik soğutuldu, ezildi ve çeliğe dönüştürülmeye hazır demir topaklarına ayrıldı.
Teknik jargonda ‘Plazma İndirgemesi’ olarak bilinen bu dönüşüm, yalnızca 10 dakika sürüyor; bu süre zarfında sıvı demir, sıvı oksitlerden ayrılıyor ve daha sonra kolaylıkla ekstrakte edilebiliyor. Oluşan demir o kadar saf ki doğrudan çeliğe dönüştürülebilir hale geliyor.
Geriye kalan metal oksitler ise artık aşındırıcı olmuyor ve soğuma sırasında katılaşarak, örneğin inşaat sektöründe dolgu malzemesi olarak kullanılabilen cam benzeri bir malzeme oluşturuyor.
Yeşil Hidrojen ve Yenilenebilir Enerji İle Ekonomik Süreç
Önceden de kırmızı çamurdan demir üretimiyle ilgili bir çok çalışma yapılmış ancak bu çalışmalar yüksek oranda karbondioksit ile sonuçlanmış. Bu yeni çalışmada indirgeyici madde olarak yeşil hidrojenin kullanıldığı yaklaşım, sera gazı emisyonlarını önlüyor. Üstelik elektrikli ark ocağı, yenilenebilir kaynaklardan enerji elde ettiğinde bu süreç daha ekonomik ve çevreci hale geliyor.
Araştırma grubundan Isnaldi Souza Filho, ‘Bugüne kadar küresel alüminyum üretiminde ortaya çıkan 4 milyar ton kırmızı çamurdan demir üretmek için yeşil hidrojen kullanılırsa, çelik endüstrisi neredeyse 1,5 milyar ton CO2 tasarrufu sağlayabilir’ diyor.
Max-Planck-Institut für Eisenforschung Direktörü Dierk Raabe, “Çalışmamızda ekonomik yönleri de dikkate almak bizim için önemliydi” diyor. “Artık kırmızı çamurun plazmayla demire indirgenmesini kullanıp kullanmayacağına karar vermek endüstriye kalmış.” diyor.
Bu yeni çalışma, demir-çelik sektörlerinde yeşil dönüşümü destekliyor. Umarız ki çevreci çalışmalar her sektörde yapılır ve geleceğe daha yaşanabilir bir dünya bırakırız.
Kaynakça
- www.mpg.de
- dergipark.org.tr
- www.newatlas.com
- donguselekonomiplatformu.com
- www.enn.com
- malzemebilimi.net
- newscientist.com
- chemeurope.com
