Le a kalappal a szegedi tudósok előtt: termőfölddé tehetik a dubai sivatagot az SZTE-n folyó kutatások eredményei

A Szegedi Tudományegyetem MASOST kutatócsoportja, élén Dr. Sipos Pál professzorral, ipari kutatásai közül jelenleg a legnagyobb erőbedobással egy vörösiszappal kapcsolatos projekten dolgozik. Az Emirates Global Aluminium dubai céggel közös ipari együttműködésük célja, hogy ezt a nehezen kezelhető mellékterméket kémiai átalakításokkal hasznossá tegyék. Kutatásaik eredményeinek köszönhetően a sok kellemetlenséget okozó vörösiszap akár talajjavító anyagként is beforgathatóvá válhat. A szegedi kutatócsoport az egyetlen magyarországi partner az együttműködésben – közölte szerkesztőségünkkel az SZTE.

A vörösiszap a timföldgyártás során nagy mennyiségben képződő melléktermék, a timföld pedig az a vegyület, amiből az alumíniumot állítják elő – írták. A vörösiszap legnagyobb problémája a lúgos kémhatás. A Szegedi Tudományegyetem MASOST (Materials and Solution Structure Research Group) kutatócsoportja egy dubai ipari partnerrel karöltve megoldást keres erre az égető problémára. A vörösiszap értékes fémionokat is tartalmaz, amelyeket rekultivációs célok elérésére is fel lehet használni.

KÖRNYEZETSZENNYEZÉS SZEMPONTJÁBÓL SEMLEGESSÉ KELL VÁLNIA A GYÁRNAK

A projektgazdának, a dubai állami beruházással létrehozott timföldgyárnak környezetterhelési céloknak is meg kell felelnie: 10 éven belül környezetszennyezés szempontjából semlegessé kell válnia. Az egyik feladat, hogy a vörösiszapot fel tudják használni, bármilyen másodlagos nyersanyagként.

“A folyamatos üzemű, éjjel-nappal működő gyár évente 2 millió, vagyis percenként 4 tonna timföldet termel. Ez körülbelül ugyanennyi, vagyis évi mintegy 2 millió tonna vörösiszap képződésével jár, és a dubai csak egy a világon működő számos timföldgyár közül. Ha meggondoljuk, hogy a Földön évente kb. 160-170 millió tonna timföldet termelnek, bolygónkon az évek során felhalmozódott vörösiszap mennyisége mára több milliárd tonnára becsülhető. Ez szinte elképzelhetetlenül nagy mennyiség, egy kb. 1 km élhosszúságú kockát töltene meg. Ma a Földön minden ember kb. 5-600 kilogramm vörösiszap „boldog tulajdonosa” – mondta Dr. Kutus Bence, a projekt egyik vezető posztdoktori kutatója.

BONYOLULT A VÖRÖSISZAP TÁROLÁSA

“A vörösiszap tárolása szükségszerű és bonyolult. Ennek egy kevésbé korszerű módja a betontárolók közé szorítás. Ez, bár olcsó, de veszélyes tárolási mód: egy ilyen tározó meghibásodása okozta az ajkai vörösiszap ömlést. A korszerűbb, de drágább megoldás, hogy a vörösiszapot szűrés után kiszárítják, ezután homokkal fedik, hogy megvédjék a széltől. Ennek a veszélye az úgynevezett felporzás, a száraz port ugyanis elviszi a szél, és előállhat a savas eső ellentéte, a lúgos por” – tette hozzá Dr. Szabados Márton, a projekt másik vezető posztdoktora. Ahhoz, hogy az értékes komponensek elérhetővé váljanak, a masszát előbb meg kell szelídíteni, vagyis a lúgos kémhatást semlegesíteni kell. A megoldás, hogy a vörösiszaphoz megfelelő mennyiségű savat kell adni, hogy a kívánt semleges kémhatást (pH = 7) elérjük.

SEMLEGESÍTENI KELL AZ ÖSSZETEVŐKET

“A vörösiszap komponenseinek döntő hányada ballaszt, nem reagál a savakkal, van azonban az alkotóinak egy olyan csoportja, amely vízzel érintkezve lúgos kémhatást eredményez. Ezeket a lúgos kémhatásért felelős összetevőket kell valahogyan semlegesíteni. A feladatunk az, hogy pontosan meg tudjuk mondani ennél az összetett anyagnál: mennyi savat kell egy adott összetételű vörösiszaphoz adni. A mennyiségen kívül azt is meg kell határozni, hogy milyen ütemben kell a savat adagolni. Először is laborkörülmények között tiszta állapotban elkészítettük a számunkra érdekes összetevőket, vagyis a „gyanúsítottakat”. Az előállítás már önmagában is nagy kihívás volt. Ezután tudjuk megnézni, hogy hogyan reagálnak a savakkal ezek a vegyületek, és hogy mennyi savat fogyasztanak, milyen ütemben. A semlegesítés kritikus része az időzítés, ha túl gyorsan érjük el a kívánt értéket, akkor az iszap lassan visszacsúszik a lúgos kémhatásba. Ezt a „visszapattanási reakciót” régóta ismerik a kutatók, de megnyugtató magyarázatot nem tudtak adni rá, így kivédeni sem tudták. Úgy véljük, hogy a savval reagáló komponensek közül sikerült megtalálnunk azt az egyet, amelyik ezért a furcsa jelenségért felelős” – mondta Dr. Sipos Pál professzor a MASOST kutatócsoport vezetője.

TIMFÖLDBŐL ALUMÍNIUM

Az ipari partner gyárában a timföldből rendkívül nagy tisztaságú alumíniumot gyártanak: a végtermékben 100.000 db atomból 99.999 alumínium, és csupán 1 valami más. Ehhez igen nehéz és költséges a kívánt minőségű timföldet gyártani, nulla semleges anyag kibocsátással pedig szinte lehetetlen. Dubaiban a gyártási folyamat végén a fő termék mellett a talaj javítására is alkalmas termék is képződik, ami mindenképpen csúcstechnológiának számít az alumíniumiparban.

“A projekt végcélja, hogy olyan kémiai modellt dolgozzunk ki, ahol megadjuk egy adott vörösiszap összetételét és egy program kiszámítja, hogy mennyi savat kell a megadott időben hozzáinjektálni. Ha tudjuk, hogy mennyi savval, és milyen sebességgel reagálnak a „gyanúsítottak”, akkor meg tudjuk mondani, hogy pontosan mit kell tenni az üzemben elérni kívánt 7-es pH érdekében” – zárta gondolatait Dr. Sipos Pál Miklós.

2 ÉVE FUT A PROJEKT

A MASOST kutatócsoport több mint 15 éve vesz részt különböző ipari alap- és alkalmazott kutatásokon. A jelenlegi a vörösiszap projekt 2 éve fut, és a napokban kaptak a részletek kidolgozására további három évre támogatást. Az alumíniumipari együttműködés során a kutatócsoport több tudományos eredményt is szolgáltatott a partner számára, ezen felül számos tudományos publikáció, valamint 2 PhD-értekezés készül a témában.