گل قرمز آلومینیوم چیست؟
گل قرمز به عنوان یک ضایعه‌ی آلومینیومی، به واقع یک محصول فرایند تولید آلومینیوم شناخته میشود. آلومینیوم از اکسید معدنی آلومینیوم به وسیله‌ی فرایند الکترولیز به دست می‌آید. در این فرایند، آلومینیوم از بوکسیت (معدن اصلی آلومینیوم) استخراج میشود. گل قرمز یکی از محصولات این فرایند است که اغلب به شکل ریز ذرات قرمز رنگ تولید میشود.
گل قرمز شامل اکسید آهن، آلومینیوم اکسید، و دیگر ترکیبات فلزی است. این محصول در فرایند الکترولیز بوکسیت به عنوان یک ضایعه تشکیل میشود. بعد از جدا شدن از آلومینیوم مایع، به عنوان ماده‌ای پرکاربرد در صنایع مختلف مانند ساخت فولاد، سیمان، و غیره، استفاده میشود.
هر سال حدود ۱۵۰ میلیون تن گل قرمز در سراسر جهان تولید می شود و فقط کمتر از دو درصد این مقدار بازیافت می شود. محققان در اروپا بدنبال روشی هستند تا به شکلی مؤثر و تداوم پذیر پسماند تولید آلومینیوم را بازیافت کنند.
پژوهشگران این طرح موسوم به «گل قرمز» (Red Mud) در کارخانه‌ای در آلمان آزمایش های خود را پیش می برند. این کارخانه متالورژی، تجربی و منحصر به فرد است. در حال حاضر در این محوطه درباره این موضوع پژوهش می شود که چگونه می توان پسماند فرایند اصلی تولید آلومینیوم را که به «گل قرمز» معروف است را بازیافت کرد.
گل قرمز در صنایع فولادسازی
برای یافتن مؤثرترین و تداوم پذیرترین روش بازیافت، پژوهشگران به کوره‌ای نیاز دارند که دمای درون آن به حدود ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد می رسد.
ضایعات اولیه تولید آلومینیوم، پس از ترکیب با کربن در دمای بسیار بالا ذوب می شوند. مخلوط حاصل، ماده بسیار با ارزشی است که می توان از آن در صنایع فولاد استفاده مجدد کرد. گِل قرمز یا لجن قرمز، یک مادهٔ زائد بسیار قلیایی است که عمدتاً از اکسید آهن در تهیهٔ صنعتی آلومینیوم بدست می‌آيد.
گل قرمز، همچنین به‌عنوان ضایعات بوکسیت نامیده میشود. به گفته یکی از کارشناسان در زمینه بازیافت، برند فریدریک، فلزات درون گل قرمز مهم هستند چون ارزش صنعتی دارند. در لجن قرمز یا گل قرمز، مقداری آلومینیوم، آهن و اسکاندیوم است که در فناوری عالی به کار می رود و شاید تیتانیوم و کانی های نادر هم در آن وجود داشته باشند.
روش گرمایی، گل قرمز را به مخلوطی تبدیل می کند که چگالی آهن آن زیاد است. برند فریدریک می‌گوید مراحل بعدی چالش انگیزتر هستند. وی می‌افزاید که برای استافده از این آهن اول باید در دمای خیلی زیاد کار کرد تا فلز ذوب شود.
لجن قرمز، حالت‌های مختلف دارد و باید راهی برای بازیافت و کار کردن با پسماند در همه این حالت های خشک و داغ و اسیدی و قلیایی و غیره … پیدا کرد.
هدف پژوهش ها در این زمینه یافتن راه حل بهینه و درست برای بازیافت لجن قرمز است. اما راه های مبتکرانه تری برای بازیافت این پسماند سرخ رنگ وجود دارد.
تولید گل قرمز شیشه مانند – شیشه گل قرمز
در بلژیک لجن قرمز آلومینیوم را در دماهای کمتر حدود ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد می پزند. توبیاس هرتل، کانی‌شناسی از دانشگاه لوون بلژیک می‌گوید:
« پسماند را در این کوره آزمایشگاهی ذوب می‌کنیم. پسماند فلزی ذوب شده را در یک سطل فلزی خنک می کنیم. چیزی که به دست می آید به شیشه شبیه است و می توان آن را به صورت عاملی شیمیایی مثلاً در تولید مصالح ساختمانی به کار برد.»
توبیاس هرتل
ماده ای که به دست می آید آنالیز می شود تا ترکیات آن مشخص شود. مهندسی متالورژی از دانشگاه لوون بلژیک می‌گوید: می توانیم به دقت کمیت و غلظت عناصری را که وارد این ماده شیشه مانند می شود را تنظیم کنیم و تغییر دهیم. پس می توانیم غلظت عناصری مثل سیلیسیوم، آلومینیوم، کلسیم ، سدیم، و اکسیژن را بسیار کم کنیم.
شیشه گل قرمز، آسیاب می شود و سپس با شن و گرافیت مخلوط می شود. با این مخلوط و همراه آجر و مصالح سبک و پوشش سقف یا کفپوش برای کارهای ساختمانی تولید می شود.
یوانیس پونتیکیس، مسئول این طرح می‌گوید:
«برای ما مهم است که تولید دی اکسید کربن را در سراسر جهان کاهش دهیم و فقط به همین هم اکتفا نمی کنیم. برای ما تأثیر گسترده تر بر محیط زیست هم مد نظر است. این محصولات به این معنی سبزتر است که فقط از پسماندها استفاده می شود بدون اینکه خواص مکانیکی و فیزیکی آنها کاستی پیدا کند.»
پژوهشگران می گویند که امیدوارند تلاشهای آنها منجر به این شود که طی ده سال آینده بازیافت گل قرمز پنج برابر شود.
گل قرمز در تولید پروفیل آلومینیوم
پروفیل آلومینیوم از اکسترود بیلت آلومینیوم تولید میشود. در فرآیند تولید بیلت آلومینیوم، لجن قرمز به صورت مستقیم تولید نمی‌شود، اما برخی از فرآیندهای صنعتی مرتبط با تولید آلومینیوم ممکن است به تولید این ضایعات منجر شوند. به طور معمول، لجن قرمز به عنوان یک ضایعه از فرایند استخراج آلومینیوم از بوکسیت، که یک ماده اولیه در تولید آلومینیوم است، به وجود می‌آید.
در فرآیند الکترولیز، که یکی از روش‌های اصلی تولید آلومینیوم است، بوکسیت به عنوان ماده اولیه استفاده میشود. این فرآیند باعث تولید آلومینیوم میشود و این ضایعات نیز به عنوان یک ضایعه جانبی تولید میشود.
به علاوه، در برخی فرآیندهای فرم دهی و تشکیل بیلت آلومینیوم، ممکن است از مواد ثانویه آلومینیومی استفاده شود که ممکن است شامل این ضایعات باشد. اما لجن قرمز به طور مستقیم در فرآیند تولید بیلت آلومینیوم استفاده نمی‌شود.
خطرات لجن قرمز
بله، گل قرمز ممکن است خطراتی برای طبیعت و انسان‌ها داشته باشد، به ویژه اگر به طور نادرست مدیریت شود یا در محیط‌های زیستی حساس منتشر شود. برخی از خطرات مرتبط با این ترکیب عبارتند از:
- آلودگی آب: در صورتی که این ترکیب به رودخانه‌ها یا دریاچه‌ها منتقل شود، می‌تواند به آب آنها آلوده شود و باعث آلودگی محیط آبی و اثرات زیست‌محیطی منفی شود.
- تغییرات در ترکیبات خاک: استفاده نادرست از این ترکیب می‌تواند منجر به تغییرات در ترکیبات خاک و افزایش مواد مضر در خاک شود که می‌تواند روی رشد گیاهان و سلامت خاک تأثیر بگذارد.
- خطرات برای سلامت انسانی: لجن قرمز ممکن است شامل مواد مضر مانند فلزات سنگین باشد که مصرف آب یا محصولات کشاورزی که با این آب آبیاری شده‌اند، می‌تواند به سلامت انسان‌ها آسیب برساند.
- خطرات حاد و مزمن برای محیط زیست: در مواردی که این ترکیب به مقادیر بیش از حدی در محیط‌های زیستی منتشر شود، می‌تواند به بیوتاکسیسیته در گیاهان، حیوانات و اکوسیستم‌ها منجر شود.
بنابراین، مدیریت صحیح و دقیق این ضایعات آلومینیومی بسیار حائز اهمیت است تا خطرات مرتبط با آنها کاهش یابد و محیط زیست و سلامت انسان‌ها حفظ شود.
جمع بندی
به عنوان خلاصه، گل قرمز، یک محصول جانبی از فرایند تولید آلومینیوم است که اغلب به شکل ریز ذرات قرمز رنگ تولید میشود. این ماده شامل اکسید آهن، آلومینیوم اکسید و سایر ترکیبات فلزی است و به عنوان یک ضایعه از فرایند الکترولیز بوکسیت به وجود می‌آید. استفاده از این ماده در صنایع مختلف مانند فولادسازی، سیمان و غیره رخ می‌دهد. با این حال، منتشر شدن نادرست یا بی‌دقت این ماده می‌تواند به آلودگی محیط زیست، تغییرات خاک و خطراتی برای سلامت انسان‌ها و محیط زیست منجر شود. بنابراین، مدیریت صحیح و دقیق این ضایعات آلومینیومی ضروری است تا خطرات آنها کاهش یابد و محیط زیست و سلامت انسان‌ها محافظت شود.
