Νέα τεχνολογία μειώνει δραματικά τις εκπομπές άνθρακα κατά την παραγωγή χαλκού

Νέα τεχνολογία μειώνει δραματικά τις εκπομπές άνθρακα κατά την παραγωγή χαλκού

Μία από τις μεγαλύτερες τεχνολογικές εφευρέσεις ξεκίνησε με μια διαμάχη μεταξύ δύο Ιταλών, του Alessandro Volta και του Luigi Galvani, για τα πόδια ενός βατράχου.

Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR. 

Το 1800, οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο γοητεύτηκαν από τον ηλεκτρισμό. Οι πρακτικές εφαρμογές, ωστόσο, ήταν ακόμη δύσκολες, κυρίως επειδή κανείς δεν μπορούσε να καταλάβει πώς να παράγει συνεχές ρεύμα. Εκείνη την εποχή, ο φυσικός Alessandro Volta αντιμετώπισε τον Luigi Galvani, έναν γιατρό-επιστήμονα που μελετούσε βατράχους -συγκεκριμένα κομμένα πόδια που ήταν ακόμα προσκολλημένα στο νωτιαίο μυελό τους και τοποθετημένα σε ορειχάλκινα ή σιδερένια άγκιστρα. Ο Galvani παρατήρησε ότι όταν άγγιξε στα πόδια έναν καθετήρα κατασκευασμένο από διαφορετικό μέταλλο, αυτά συσπάστηκαν. Πεπεισμένος ότι οι μύες δημιουργούσαν την αντίδραση, ο Galvani ονόμασε το φαινόμενο ζωικό ηλεκτρισμό.

Ο Volta υποστήριζε ότι τα πόδια των αμφιβίων αντιδρούσαν στο ρεύμα που παράγεται από αντίθετα μέταλλα. Για να το αποδείξει, έφτιαξε μια στοίβα από εναλλασσόμενα μεταλλικά δισκία (μία πρώιμη δοκιμή χρησιμοποίησε ψευδάργυρο και χαλκό) που διαχωρίζονταν από ύφασμα εμποτισμένο με άλμη για να μεταφέρουν ρεύμα. Όταν άγγιξε ένα σύρμα σε κάθε άκρο της στοίβας, έρεε σταθερή ηλεκτρική ενέργεια, χωρίς να απαιτούνται ζωικά μέρη. Αυτός ο «Βολταϊκός σωρός», όπως ονομαζόταν, ήταν η πρώτη ηλεκτρική μπαταρία. Αφού ο Volta παρουσίασε τη συσκευή στο Παρίσι, ο Ναπολέων εντυπωσιάστηκε τόσο πολύ που έδωσε στον Volta ένα μετάλλιο και μια σύνταξη.

Ερχόμενοι στον 21ο αιώνα, ένα από τα βασικά στοιχεία του Volta, ο χαλκός, είναι κάτι πολύ περισσότερο από ένα μέσο για την απόδειξη θεωριών. Το κόκκινο μέταλλο, το οποίο είναι επίσης ένα από τα παλαιότερα στον κόσμο, έχει αποτελέσει τη ραχοκοκαλιά του σύγχρονου τρόπου ζωής. Ως προς την αγωγιμότητα του, είναι ανώτερο από όλα τα συγγενικά του στοιχεία, εκτός από τον άργυρο. Σε αντίθεση με τον άργυρο όμως, είναι ανθεκτικός και δεν υπάρχει ηλεκτρισμός χωρίς το χαλκό. Μια νέα υπεράκτια ανεμογεννήτρια, για παράδειγμα, απαιτεί 21.000 λίβρες χαλκού.

Εν τω μεταξύ, κάθε όχημα που τροφοδοτείται με μπαταρία χρησιμοποιεί 183 λίβρες χαλκού, ένα πλήρες μίλι χαλκού σε μήκος (τα βενζινοκίνητα οχήματα χρησιμοποιούν το πολύ 49 λίβρες.) Η ετήσια ζήτηση χαλκού, μόνο για ηλεκτρικά οχήματα, θα είναι 3,6 εκατ. τόνοι μέχρι το 2030, σύμφωνα με την CRU, μια εταιρεία επιχειρηματικής ευφυΐας με εστίαση στην αγορά μετάλλων.

«Είναι ένα από τα βασικά μέταλλα για την απανθρακοποίηση. Όσο περισσότερο εξηλεκτριζόμαστε, τόσο περισσότερο χαλκό θα χρειαστούμε», λέει ο Bernard Respaut, διευθύνων σύμβουλος του ευρωπαϊκού παραρτήματος της Διεθνούς Ένωσης Χαλκού, της μη κερδοσκοπικής ένωσης της παγκόσμιας βιομηχανίας χαλκού

Ωστόσο, η ανάγκη για περισσότερο χαλκό δημιουργεί έναν περιβαλλοντικό γρίφο. Οι περισσότεροι από τους 22,7 εκατ. τόνους χαλκού που παράγονται κάθε χρόνο, απαιτούν επεξεργασία μεταλλεύματος για να ληφθεί το καθαρό μέταλλο. Η πυρομεταλλουργική διεργασία είναι μια διαδικασία υψηλής θερμοκρασίας που πραγματοποιείται σε περισσότερα από 120 εργοστάσια τήξης παγκοσμίως, συμπεριλαμβανομένων τριών στις ΗΠΑ. Ωστόσο, κάθε τόνος χαλκού που τήκεται, εκπέμπει 2 τόνους άνθρακα.

Αν και χρειαζόμαστε περισσότερο χαλκό, είναι απίθανο επιπρόσθετα εργοστάσια τήξης να λειτουργήσουν στην Αμερική που έχει ανεπτυγμένη κλιματική συνείδηση​, σύμφωνα με το Energy Security Leadership Council, μια ομάδα με έδρα την Ουάσιγκτον, στόχος της οποίας είναι να μειώσει την εξάρτηση των ΗΠΑ από το πετρέλαιο. «Η βιομηχανία αναγνωρίζει ότι πρέπει να απανθρακοποιήοσυμε τις διαδικασίες παραγωγής χαλκού», προσθέτει ο Respaut.

Αυτό το δίλημμα τράβηξε την προσοχή του Antoine Allanore, μεταλλουργού και καθηγητή στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης. Ο Allanore είναι ένας από το νέο κύμα εφευρετών που προσπαθούν να απανθρακοποιήσουν την παραγωγή μετάλλων. Ειδικεύεται στην ανάκτηση υλικών από πετρώματα χωρίς καύση ορυκτών καυσίμων όπως άνθρακας ή αέριο. Το Φεβρουάριο του 2022, ολοκλήρωσε τις εργασίες για το τελευταίο του έργο, που χρηματοδοτήθηκε από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, έναν αντιδραστήρα που χρησιμοποιεί μια διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτρόλυση, η οποία χρησιμοποιεί ρεύμα για να διαχωρίσει το χαλκό από το μετάλλευμα. Ουσιαστικά, ενώ ο Volta χρησιμοποίησε το χαλκό για τη διοχέτευση ηλεκτρικής ενέργειας, το σύστημα του Allanore χρησιμοποιεί ηλεκτρισμό για την παραγωγή χαλκού.

Σύμφωνα με τον Hal Stillman, ο οποίος συνταξιοδοτήθηκε ως διευθυντής ανάπτυξης και μεταφοράς τεχνολογίας στη Διεθνή Ένωση Χαλκού το 2020, η τεχνική του Allanore είναι ένα «μεγάλο βήμα», καθώς και μια επιστημονική ανακάλυψη. «Αυτό δεν είχε γίνει ποτέ πριν, η ηλεκτρολυτική ανάκτηση του χαλκού».

Αυτή τη στιγμή, η συσκευή του Allanore παράγει μόνο ένα ή δύο κιλά χαλκού κάθε 24 ώρες, αλλά είναι η απόδειξη μιας μεγαλύτερης αρχής. Εν τω μεταξύ, η βιομηχανία χρησιμοποιεί επίσης άλλες μεθόδους καθαρισμού ορισμένων μεταλλευμάτων χωρίς τις εκπομπές άνθρακα που συνεπάγεται η τήξη.. Για να πετύχει, ο Allanore θα πρέπει να πείσει τους παραγωγούς χαλκού ότι η τεχνολογία του είναι πιο καθαρή και αποτελεσματική. Το επόμενο βήμα του; Μια έκδοση του αντιδραστήρα ικανού να παράγει έναν τόνο χαλκού την ημέρα. «Η χρήση ηλεκτρισμού για την ανάκτηση μετάλλων είναι πρωτοποριακή», λέει. «Δεν μας επιτρέπει μόνο να αποφύγουμε ορισμένα καύσιμα και εκπομπές άνθρακα, αλλά ανοίγει την πόρτα σε υψηλότερη παραγωγικότητα». Εάν ο κόσμος γίνεται πράσινος, η παραγωγή μετάλλων μπορεί επίσης.

Στη μεταλλουργία, η ιδέα της χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας ως κάτι περισσότερο από αυτό που κρατά τα φώτα αναμμένα στα εργοστάσια τήξης, έχει κερδίσει έδαφος. Είναι ένα πεδίο με το οποίο ο Allanore είναι ήδη εξοικειωμένος. Ήταν ερευνητής μηχανικός για σχεδόν πέντε χρόνια στην ArcelorMittal, μια μεγάλη παγκόσμια χαλυβουργία. Ενώ ήταν εκεί, βοήθησε στο σχεδιασμό και την κατασκευή του μεγαλύτερου αντιδραστήρα στον κόσμο για την ανάκτηση σιδήρου μέσω μιας τεχνικής που ονομάζεται ηλεκτρανάκτηση (electrowinning). Η ArcelorMittal κατασκευάζει μια πιλοτική εγκατάσταση για να κάνει πράξη τη συγκεκριμένη τεχνολογία.

Όπως ο χαλκός, έτσι και ο χάλυβας ξεκινούν από μια ορυκτή πρώτη ύλη. Συγκεκριμένα σιδηρομετάλλευμα, το οποίο αποτελείται από στενούς δεσμούς ατόμων σιδήρου και οξυγόνου. Η πυρομεταλλουργία χρησιμοποιείται για να σπάσει αυτούς τους δεσμούς, το πρώτο βήμα στην παραγωγή χάλυβα. Οι τεράστιες υψικάμινοι καίνε οπτάνθρακα, μια επεξεργασμένη μορφή άνθρακα, σε θερμοκρασία έως και 3.000F, θερμοκρασία στην οποία ο σίδηρος του μεταλλεύματος απελευθερώνεται από το δεσμό του με το οξυγόνο παράγοντας διοξείδιο του άνθρακα ως υποπροϊόν.

Σε παγκόσμιο επίπεδο, η βιομηχανία παράγει 2 δισ. τόνους χάλυβα κάθε χρόνο, αλλά απορρίπτει περισσότερους από 3 δισ. CO2 - περίπου το 9% των συνολικών εκπομπών αερίων θερμοκηπίου παγκοσμίως, ένας αριθμός που έρχεται σε άμεση σύγκρουση με τους στόχους που καθορίστηκαν από τη Διακυβερνητική Επιτροπή των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική αλλαγή.

Αφού άφησε την ArcelorMittal το 2008, ο Allanore εργάστηκε για σύντομο χρονικό διάστημα στο Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας της Γαλλίας και στη συνέχεια εντάχθηκε στο MIT το 2010 για να συνεχίσει την εργασία του στην παραγωγή χάλυβα μέσω της μεθόδου ηλεκτρανάκτησης. Το 2012, ίδρυσε την Boston Metal, μια εταιρεία που χρησιμοποιεί ρεύμα αντί του οπτάνθρακα για τη θέρμανση σιδηρομεταλλεύματος.

Ο συνάδελφος και συνιδρυτής του είναι ο Donald Sadoway, ένας μηχανικός υλικών του MIT, του οποίου η δουλειά στην ηλεκτρόλυση μετάλλων χρονολογείται από τη δεκαετία του 1980. «Αυτό είναι το μέλλον», λέει ο Sadoway. «Αν θέλετε να έχετε μηδενικές εκπομπές, πρέπει να επανασχεδιάσετε όλες αυτές τις βαρέως τύπου, χημικά εντατικές, ενεργοβόρες διαδικασίες που χαρακτηρίζονται από έντονες εκπομπές άνθρακα».

Ο χαλκός σίγουρα πληροί τις προϋποθέσεις. Πάνω από τα δύο τρίτα του υφίστανται επεξεργασία μέσω πυρομεταλλουργίας, η οποία τροφοδοτείται συχνότερα από αέριο και άνθρακα. Σύμφωνα με στοιχεία του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας, ένας τυπικός κλίβανος τήξης καταναλώνει περίπου 3.830 KWh ενέργειας για να ανακτήσει 1 τόνο χαλκού -όσο περίπου χρησιμοποιεί το μέσο νοικοκυριό των ΗΠΑ σε τέσσερις μήνες- και παράγει μισό εκατομμύριο τόνους ετησίως. Αλλά ο χαλκός έρχεται επίσης με τις δικές του προκλήσεις.

Σε αντίθεση με το χάλυβα, ο οποίος περιέχει λίγο άνθρακα στην τελική του μορφή, ο χαλκός πρέπει να είναι απαλλαγμένος από σχεδόν όλες τις προσμίξεις για να επιτρέπει τη διέλευση της ηλεκτρικής ενέργειας με την απόδοση που απαιτούν οι σύγχρονες τεχνολογικές εφαρμογές. Η αγωγιμότητα του χαλκού είναι ευθέως ανάλογη με την καθαρότητα του, επισημαίνει ο Allanore. Η καλωδίωση σε ένα smartphone, για παράδειγμα, απαιτεί χαλκό καθαρότητας 99,9%. Ο εξορυσσόμενος χαλκός δεν είναι καθόλου κοντά σε αυτό το επίπεδο.

Ο αντιδραστήρας του Antoine Allanore, που εμφανίζεται εδώ στο εργαστήριό του στο MIT, θα μπορούσε να αντικαταστήσει την επιβλαβή τήξη ως μέσο ανάκτησης του χαλκού

Το σιδηρομετάλλευμα περιέχει πολλά στοιχεία, μεταξύ των οποίων το θείο, το άτομο με το οποίο ο χαλκός συνδέεται απευθείας στο πέτρωμα. Σε αυτό το στάδιο, η πρώτη ύλη περιέχει συνήθως λιγότερο από 1% χαλκό. Πριν κατευθυνθεί σε ένα εργοστάσιο τήξης, οι εταιρείες εξόρυξης το κονιοποιούν σε κόκκους που μοιάζουν με άμμο, και ακολουθούν διαδικασία εμπλουτισμού από όπου ανακτάται μόλυβδος και ψευδάργυρος. Αυτό που απομένει ονομάζεται συμπύκνωμα χαλκού, το οποίο έχει καθαρότητα περίπου 25%.

Το συμπύκνωμα πηγαίνει στις εγκαταστάσεις τήξης, όπου και θερμαίνεται με τη χρήση φυσικού αερίου, φτάνοντας σε θερμοκρασίες της τάξης των 2.300F. Αυτή η διεργασία δημιουργεί δύο προϊόντα: σκωρία, ένα απόβλητο προϊόν που περιέχει σίδηρο, πυρίτιο και άλλα μέταλλα. και matte (θειούχο τήγμα χαλκού), το οποίο εξακολουθεί να περιλαμβάνει λίγο σίδηρο και θειούχα και έχει 60% καθαρότητα.

Η τηγμένη matte οδηγείται σε έναν άλλο κλίβανο με παρόμοια υψηλές θερμοκρασίες, όπου το εμφυσώμενο οξυγόνο συγκρατεί τα άτομα θείου, δημιουργώντας διοξείδιο του θείου. Τα εργοστάσια τήξης κατακρατούν το μεγαλύτερο μέρος του εκπεμπόμενου διοξειδίου του θείου και το μετατρέπουν σε θεϊκό οξύ που θα χρειαστούν αργότερα στη διαδικασία. Η διεργασία παράγει χαλκό blister, ο οποίος σε αυτό το στάδιο φτάνει σε καθαρότητα το 98%.

Τα συμβατικά μέσα παραγωγής χρησιμοποιούν ηλεκτρισμό για την παραγωγή του μετάλλου, αλλά μόνο στο τελικό στάδιο. Ο χαλκός blister χυτεύεται σε καλούπια, τα οποία στη συνέχεια τοποθετούνται σε διάλυμα ηλεκτρολύτη που αποτελείται εν μέρει από το προηγουμένως δεσμευμένο θεϊικό οξύ. Η αντίδραση που συμβαίνει στη συνέχεια είναι παρόμοια με τους μηχανισμούς μέσα σε μια μπαταρία. Οι πλάκες χαλκού blister, ψυγμένες και χυτευμένες, λειτουργούν ως άνοδοι (το τμήμα του κελιού μιας μπαταρίας που παρέχει ηλεκτρόνια) και λεπτά φύλλα καθαρού χαλκού χρησιμεύουν ως κάθοδοι (το τμήμα που δέχεται ηλεκτρόνια).

Όταν εφαρμόζεται ρεύμα, τα θετικά φορτισμένα ιόντα χαλκού ταξιδεύουν από τις άνοδους στις καθόδους. Τυχόν προσμίξεις που έχουν απομείνει, όπως ο σίδηρος ή ο μόλυβδος, αποκολλώνται από τις άνοδους και πέφτουν στον πυθμένα της δεξαμενής, αφήνοντας πίσω καθόδους χαλκού που είναι σχεδόν 100% χαλκός. Ήδη από το 2013, ο Allanore άρχισε να αναρωτιέται αν μπορούσε να χρησιμοποιήσει ηλεκτρική ενέργεια, αντί για φυσικό αέριο, για το καθαρισμό του χαλκού. «Είναι το νούμερο ένα μέταλλο το οποίο χρειάζεται η ανθρωπότητα, επομένως είναι σημαντικό».

Η μέθοδος ηλεκτρόλυσης που πρότεινε εκείνο το έτος αντικατέστησε όλα τα στάδια της παραδοσιακής τήξης με ένα μόνο, το οποίο διαχώριζε το χαλκό από το θείο και εξάλειψε το σίδηρο που μπορεί να αποτελέσει έως και το μισό του μεταλλεύματος. Στα χαρτιά, το σχέδιο ήταν απλό. Η βασική ιδέα δεν είναι και τόσο διαφορετική από τον τρόπο που η Boston Metal χρησιμοποιεί ρεύμα για να υγροποιήσει το σιδηρομετάλλευμα, το οποίο διαμορφώνεται σε χαλύβδινα μπλοκ καθώς ψύχεται.

Το 2018, το Γραφείο Ενεργειακής Απόδοσης και Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας που υπάγεται στο Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, έδωσε στον Allanore επιχορήγηση 1,9 εκατ. δολαρίων για να το δοκιμάσει. «Το Υπουργείο Ενέργειας κατανοούσε αυτή τη σχέση μεταξύ περισσότερης ανάγκης ηλεκτροδότησης, λιγότερης κατανάλωσης ενέργειας και της ανάγκης για περισσότερα μέταλλα», εξηγεί ο Allanore.

Στο εργαστήριο του Allanore στο MIT, το μηχάνημα καθαρισμού χαλκού βρίσκεται μέσα σε κάτι που μοιάζει με υπερμεγέθη τηλεφωνικό θάλαμο παλιάς σχολής. Ένα κεραμικό δοχείο με μια κάθοδο στο κάτω μέρος και μια άνοδο στο πάνω μέρος είναι γεμάτο με περίπου δύο κιλά συμπυκνώματος χαλκού και ένα μίγμα ηλεκτρολύτη που αποτελείται από μέρος θειούχου λανθανίου, ένα χημικά αντιδρών στοιχείο που είναι καλό στο να σχηματίζει ενώσεις με ιχνοστοιχεία που είναι δεσμευμένα στο μετάλλευμα χαλκού.

Ο κάδος τοποθετείται στη συνέχεια μέσα σε έναν μικρό κλίβανο αερίου που φτάνει σε θερμοκρασία περίπου τους 2.372°F. Καθώς το συμπύκνωμα χαλκού θερμαίνεται και υγροποιείται, το ρεύμα διατρέχει την κάθοδο. Σε λίγα λεπτά, ο χαλκός αρχίζει να πέφτει στην κάθοδο ενώ τα άτομα θείου ταξιδεύουν προς τα πάνω, στην άνοδο. Το μέταλλο που πέφτει ψύχεται ως καθαρός χαλκός, έτοιμος για διαμόρφωση. Το θείο που αναδύεται είναι αδρανές, στοιχειώδες θείο, όχι τοξικό διοξείδιο του θείου. Η διαδικασία εξακολουθεί να απαιτεί ενέργεια για την παραγωγή ακραίων θερμοκρασιών, αλλά χρειάζεται μόνο μία και μοναδική εκκένωση για να δημιουργηθεί καθαρός χαλκός.

Σύμφωνα με τον Stillman της International Copper Association, η χρήση του λανθανίου από τον Allanore είναι μια μοναδική επιστημονική σύλληψη. «Δε θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε μια ηλεκτρολυτική αντίδραση με τον χαλκό για να τον διαχωρίσετε πριν από το βήμα της προσθήκης λανθανίου», λέει ο Stillman, ο οποίος τώρα υπηρετεί ως ανώτερος σύμβουλος για μια ερευνητική ομάδα που εργάζεται στην αλυσίδα εφοδιασμού μετάλλων στο Εθνικό Εργαστήριο Argonne κοντά στο Σικάγο. «Αυτό δημιουργεί μια κατάσταση όπου μπορείτε να πετύχετε διαχωρισμό των ιόντων χαλκού από τα άλλα υλικά».

Το εργαστήριο του Allanore έδειξε ότι η ηλεκτρόλυση μπορεί επίσης να εξάγει νικέλιο, κοβάλτιο και μαγγάνιο - τρία άλλα ορυκτά ζωτικής σημασίας για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Φυσικά ο χαλκός είναι ο σημαντικότερος. Το Energy Security Leadership Council προτείνει ότι θα χρειαστεί να παράγουμε ποσότητα μετάλλου στα επόμενα 25 χρόνια, ίση με αυτή που παράξαμε τα προηγούμενα 5.000 χρόνια για να καλύψουμε τη ζήτηση μόνο για τα ηλεκτρικά οχήματα. Αυτό δεν περιλαμβάνει τους σταθμούς φόρτισής τους, οι οποίοι χρειάζονται επίσης καλωδίωση.

Η επέκταση της τεχνολογίας για να παράγει συνεχώς 1 τόνο χαλκού την ημέρα είναι ένα σημαντικό εμπόδιο το οποίο θα χρειαστεί πολλά βήματα για να ξεπεραστεί. Το πρώτο βήμα είναι η χρηματοδότηση που θα χρειαστεί ο Allanore για να δημιουργήσει έναν αρκετά μεγάλο πιλοτικό αντιδραστήρα. Θα πρέπει να βρει έναν εργολάβο μηχανικό με δεσμούς με τη βιομηχανία εξόρυξης για να κατασκευάσει έναν αντιδραστήρα βιομηχανικού μεγέθους. Τότε πρέπει να αποδείξει ότι, σε αυτή την κλίμακα, η χρήση του αντιδραστήρα είναι πιο οικονομική από την παραδοσιακή διαδικασία τήξης.

«Υπάρχει πάντα το ερώτημα ποιος θα χρηματοδοτήσει το εγχείρημα», λέει ο Stillman. «Ωστόσο, υπάρχουν πολλές εταιρείες εξόρυξης χαλκού που ενδιαφέρονται για αυτό το είδος τεχνολογίας και τα περιβαλλοντικά οφέλη της».

Εν τω μεταξύ, ο Respaut της Διεθνούς Ένωσης Χαλκού εκτιμά ότι περίπου το 20% της παγκόσμιας παραγωγής προέρχεται ήδη από ορυχεία που χρησιμοποιούν μια διαδικασία που ονομάζεται υδρομεταλλουργία. Σε αυτή τη διεργασία, τα αντιδραστήρια με βάση το νερό διαλύουν τον χαλκό από το μετάλλευμα σε συνήθεις θερμοκρασίες για να δημιουργήσουν ένα υγροποιημένο μέταλλο που μπορεί να εξευγενιστεί μέσω μιας μεθόδου παρόμοιας με το τελευταίο στάδιο χρήσης στα εργοστάσια τήξης.

Η υδρομεταλλουργία, ωστόσο, είναι κατάλληλη μόνο για το οξείδιο του μεταλλεύματος χαλκού, το οποίο είναι λιγότερο άφθονο από το θειούχο μετάλλευμα χαλκού που ο αντιδραστήρας του Allanore θα μπορούσε να επεξεργαστεί σε ευθύ ανταγωνισμό μετα παραδοσιακά μεταλλουργεία. Επιπλέον, η υδρομεταλλουργική επεξεργασία εξακολουθεί να απαιτεί πολλά βήματα για την παραγωγή καθαρού χαλκού. Όταν ο Allanore μιλά για τα πλεονεκτήματα της επεξεργασίας μετάλλων με βάση το ρεύμα, εννοεί ότι σε ένα μόνο βήμα, μπορεί να παράγει καθαρό, υγρό χαλκό, έτοιμο να μορφοποιηθεί σε καλωδίωση για ηλεκτρικά οχήματα και ηλεκτρονικά.

Ωστόσο, ο αντιδραστήρας του είναι μόνο μια συσκευή επίδειξης ικανή να παράγει μόνο δύο λίβρες χαλκού. Η Allanore θέλει επιδείξει την τεχνολογία του σε πολλές εταιρείες άμεσα για να δείξει πώς μοιάζει η παραγωγή υψηλής ποιότητας, ταχύτερα και πιο βιώσιμα. Μετά από αυτό, ελπίζει να πραγματοποιήσει άλλον έναν γύρο δοκιμών, κατά προτίμηση σε συνεργασία με ένα εργοστάσιο τήξης ή εξόρυξης, για να δει εάν ένας μεγαλύτερος αντιδραστήρας μπορεί να παράγει αξιόπιστα 1tn χαλκού την ημέρα. «Πρέπει να επιταχύνουμε τον τρόπο με τον οποίο μπορούμε να έχουμε πρόσβαση σε χαλκό υψηλής καθαρότητας. Και εκεί είναι πραγματικά όπου η νέα τεχνολογία με τη χρήση ηλεκτρισμού διαδραματίζει βασικό ρόλο».

Με πληροφορίες από popsci.com

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR
Ερευνητικά Έργα
foolwo rawmathub.gr on Google News
Image

Έγκυρη ενημέρωση για την αξιακή αλυσίδα των raw materials

NEWSLETTER