19 اکتبر 2021
تولید فولاد در آلمان سالانه بیش از 5 میلیون تن سرباره تولید می‌کند – منبع ارزشمندی که حدود 30 درصد اکسید آهن دارد. بیشتر سرباره فولادسازی در آسفالت و بتن برای راهسازی، در مهندسی هیدرولیک برای کانال‌ها یا بالاست برای بسترهای راه آهن استفاده می‌شود. این بدان معناست که آهن با توجه به پتانسیل مواد مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و برای بازیافت از بین می‌رود.
پروژه‌ای که اکنون در Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) آغاز شده است، مفهوم زباله صفر را هدف قرار می‌دهد، یعنی بازیافت سرباره تا حد ممکن. کریستین آدام، سرپرست این پروژه و کارشناس اقتصاد دایره‌ای در BAM توضیح می‌دهد: «ما می‌خواهیم اکسید آهن را از سرباره به آهن فلزی کاهش دهیم و به تولید فولاد بازگردانیم.» به این ترتیب، هر سال 600000 تن آهن خام تنها در آلمان قابل بازیابی است و جایگزین 900000 تن سنگ آهن می‌شود که در غیر این صورت باید وارد می‌شد.»
BAM قبلاً توانسته است نشان دهد که این فرآیند از نظر فنی کار می‌کند. علاوه بر این، این فرایند حتی دومین مزیت بزرگ را نیز دارد: در طول فرآیند احیای آهن، یک چسب معدنی با کیفیت بالا به عنوان یک محصول جانبی تولید می‌شود. این چسب می‌تواند در صنعت سیمان به جای کلینکر معمولی سیمان پرتلند مورد استفاده قرار گیرد. کلینکر سیمان پرتلند از مواد اولیه تولید می‌شود که باید با انرژی بالا و انتشار CO2 مربوطه استخراج و پردازش شوند. صنعت سیمان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان این گازهای گلخانه‌ای در جهان است و هشت درصد از کل انتشار CO2 را تشکیل می‌دهد. بنابراین اتصال دهنده جدید می‌تواند به ذخیره بسیاری از گازهای مضر گلخانه‌ای کمک کند و در عین حال تقاضای مواد اولیه تولید سیمان را کاهش دهد.
چالش فنی: این فرآیند به دمای بیش از 1800 درجه سانتیگراد نیاز دارد. با این حال، تا کنون سرباره در کارخانه‌های فولاد تنها در 1600 درجه مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین برای رسیدن به دمای کار بیشتر به انرژی زیادی نیاز است. بنابراین، فرآیند با سود مضاعف امروزه در مقیاس صنعتی نه از نظر فنی امکان پذیر است و نه اقتصادی.
کریستین آدام توضیح می‌دهد: «اینجاست که پروژه جدید ما وارد می‌شود. ما می‌خواهیم فرایند را به گونه‌ای تطبیق دهیم که در مقیاس بزرگ قابل اجرا باشد که سودآور است. ما ترکیب سرباره را به گونه‌ای اصلاح می‌کنیم که بازیابی آهن در دماهای پایین‌تر انجام شود و در نتیجه به میزان قابل توجهی کاهش یابد. در همان زمان، خواص مثبت سرباره کاهش یافته، که بعداً به سیمان استحکام می‌بخشد، باید حفظ شود.»
بر اساس نتایج پروژه، ArcelorMittal Eisenhüttenstadt یک تولیدکننده در مقیاس بزرگ برنامه‌ریزی می‌کند که می‌توان این فرآیند را در یک کارخانه فولاد آزمایش و ادغام کرد. تولید کنندگان سیمان عملکرد را ارزیابی می‌کنند. سرانجام، Öko-Institut e.V. در ارزیابی چرخه عمر، مزایای زیست محیطی ناشی از کاربرد این فرآیند را برای صنعت فولاد و سیمان ارزیابی می‌کند.
BAM بر مدیریت بازیافت و بیش از 20 سال تجربه در زمینه پس از تصفیه سرباره تمرکز دارد.
این پروژه توسط وزارت آموزش و تحقیقات فدرال در چارچوب اقدام مالی «اقتصاد دایره‌ای کارآمد از نظر منابع» پشتیبانی می‌شود.
