© shutterstock.com

Приклади успішного промислового застосування шлаків вже є. Незабаром промисловці займуться «шлаками 2.0»

«Як перетворити шлаки з відходів на прибутковий бізнес? Про це говорять вже останні кілька років», – пишуть у статті для New-Mine Пітер Том Джонс, старший менеджер з досліджень KU Leuven IOF (Industrial Research Fund), і Лівен Мачіельс, менеджер з досліджень SOLVOMET.

Найбільшого успіху в цьому вдалося досягти сталеливарній промисловості – металурги навчилися використовувати мелений гранульований доменний шлак (GGBFS) для виробництва низьковуглецевих «доменних цементів». Відтоді такий спосіб заробітку на шлаку став загальноприйнятою практикою.

Однак застосування інших типів шлаків (шлаки від конверторного виробництва, електродугових печей, кольорової металургії та тих, що утворюються в результаті виробництва нержавіючої сталі) залишається доволі обмеженим. Особливо якщо говорити про досягнення високої доданої вартості кінцевої продукції. У кращому разі такі шлаки застосовують замість гравію для дорожніх основ або як наповнювачі у будівельній промисловості.

Водночас законодавство європейських держав і Європейського Союзу щодо вмісту залишкового металу в шлаках стає дедалі жорсткішим. Це ставить під загрозу використання багатьох необроблених типів шлаків у напрямах з низькою доданою вартістю. У результаті багато компаній змушені складувати свої шлаки, що створює для них додаткові витрати і ризики.

© shutterstock.com

Шлаки 2.0: від відходів до чистого побічного продукту

Хороша новина в тому, що протягом останнього десятиліття було докладено значних зусиль для більш якісної обробки шлаків, щоб вони відповідали суворим екологічним нормам ЄС. Ключова мета в цьому процесі – знизити залишковий вміст металів до рівня, нижчого від визначених законодавством порогових значень.

Робота над хімічним складом шлаків і їх мінералогією відкриває можливості для використання шлаків як сировини для дорогих продуктів. Наприклад, для додаткового цементуючого матеріалу (SCM), який можна змішувати з клінкером з портландцементу, для отримання альтернативних зв’язувальних речовин (таких як «неорганічні полімери») і зв’язувальних на основі карбонатів.

Приклади промислового виробництва «очищених» та «інженерних» шлаків нового покоління вже є. Це «шлаки 2.0», які слід розглядати не як відходи, а, скоріше, як побічні продукти промислового виробництва.

Koranel® від Metallo

kuleuven.sim2.be

Також шлаки можна було б назвати «рудним побічним продуктом». Чому? Тому що різниця з рудами, отриманими шляхом первинної екстракції, невелика. Ключовим прикладом у цьому контексті є бельгійська компанія Metallo, яка експлуатує плазмову установку для відновлення цинку в шлаках і одночасного зниження вмісту свинцю в них з 1% до менше 300 частин на мільйон (що відповідає жорсткому законодавству).

З 2018 року Metallo виробляє такі шлаки під торговою маркою Koranel®. Під час 14-ї Глобальної конференції зі шлаків в Аахені Koranel® був удостоєний звання «Шлаковий продукт року». Наразі такий шлак застосовується переважно для піскоструминної обробки, але дослідження свідчать, що їх можна використовувати також в інших сферах, зокрема для цементних в’яжучих та інженерних продуктів. Були проведені великі випробування промислових масштабів, які відкривають шлях до широкого використання шлаків кольорової металургії в будівельній промисловості.

Зв’язувальні зі шлаків

Після великих досліджень і промислових випробувань використання шлаків недоменного типу в нових в’яжучих та змішаних цементах на ринок вийшли перші продукти такого типу. Прикладами є цементи на основі неорганічних полімерів з летючої золи, доменного шлаку та інших типів шлаків, вироблені компанією Sqape. Вони доступні на голландському ринку.

Іншим прикладом є зв’язувальні речовини, які утворюються в результаті карбонізації шлаків з нержавіючої сталі, вироблені Orbix. Зараз Orbix налагоджує співпрацю з Deruwbouwgroup (група CRH), щоб поставляти будівельні вироби на основі шлаку з нержавіючої сталі на голландський ринок. Цей продукт нідерландською мовою називається compensatiesteen. Оскільки для карбонізації шлаку з нержавіючої сталі (з метою утворення зв’язувальної речовини) використовується CO2, виробництво цього продукту також сприяє зниженню викидів CO2. Більше того, виробництво compensatiesteen має менший вуглецевий слід порівняно з іншими будівельними матеріалами. (…)

www.otar.nl

Що далі?

Після понад десяти років досліджень і розробок в університетах, дослідницьких центрах і на промислових потужностях можна сказати, що позитивний консенсус щодо шлаків можливий. Навіть недоменні шлаки поступово знаходять свій шлях на ринок. Компанії-першопрохідці взялися за створення нового покоління чистих шлаків, «шлаків 2.0», які можна розглядати як цінні побічні продукти. На сьогодні в більшості країн – членів ЄС галузь з виробництва шлаків займається R&D проектами, спрямованими на розроблення власних шлаків (відповідно до більш суворого законодавства) і пошук найбільш вигідного застосування для них. Також на ринку з’являються нові зв’язувальні й будівельні матеріали на основі шлаків, що істотно збільшує їх прибутковість.

Приклади успішного промислового застосування шлаків вже є. Імовірно, незабаром ключові промислові гравці за прикладом компаній-першопрохідців займуться виробництвом «шлаків 2.0». Однією з основних рушійних сил у цьому процесі є позиція урядів, які постійно запроваджують дедалі жорсткіші норми щодо складу шлаків і змісту CO2 в будівельних матеріалах.

Гармонізація законодавства європейських країн і «зелених» державних закупівель на рівні ЄС із застосуванням, наприклад, найкращих практик провідних країн (таких як Нідерланди) сприятиме виробництву нових чистих шлаків у промислових масштабах. Це означає, що металургія зробить важливий внесок у перехід до низьковуглецевої економіки, економіки замкнутого циклу.

Оригінал матеріалу опублікований на New-Mine