Алюминий өндіру барысында улы қосалқы өнім – қызыл шлам түзіледі. Бұл қауіпті қалдықтың көлемін азайту үшін ғалымдар оны электрлік импульстар арқылы тазартудың инновациялық әдісін ойлап тапты. Бұл тәсіл шламды көму орнына қайта пайдалануға мүмкіндік береді.

Қызыл шлам қалай түзіледі

Алюминий алу процесі құрамында бағалы алюминий минералдары мен түрлі қоспалар – кремний диоксиді, темір мен титан оксидтері бар боксит кенінен басталады. Ұсақталған боксит ыстық концентрленген натрий гидроксиді ерітіндісімен араластырылады, нәтижесінде алюминий минералдары ериді, ал қоспалар қатты күйінде қалады.

Сүзу немесе тұндырудан кейін ерітіндіден негізгі өнім – глинозем алынады, ал қалған заттар қатты қалдық – қызыл шламға айналады. Бұл шлам жоғары сілтілігі мен ауыр металдардың болуына байланысты өте улы. Бағалаулар бойынша, әр тонна глиноземге бір-екі тонна қызыл шлам келеді.

Тазартудың жаңа әдісі

Қызыл шламды кәдеге жарату мәселесін шешу үшін Райс университетінің зерттеушілері Джоуль эффектісі арқылы импульстік қыздыру әдісін қолданды. Олар шламға найзағай жарқылына ұқсас қысқа әрі қуатты электр разрядын берді. Бұл тәсіл зиянды металдарды буландырып, алюминийге бай тазартылған қосылыс алуға мүмкіндік берді. Шлам камерасына аздаған хлор қосу процестің тиімділігін одан әрі арттырды.

Зерттеу авторларының бірі Цимина Людің айтуынша, «Бұл әдістің жылдамдығы мен қарапайымдылығы оны өзгелерден ерекшелейді: небәрі 60 секундта темірдің 96%-ын және дерлік барлық улы компоненттерді бөліп алуға болады, ал алюминийдің басым бөлігі сақталады».

Қайта пайдалану мүмкіндіктері

Тазартылған қызыл шламды зерттеушілер өте берік керамикалық материалдарға айналдырды, оларды құрылыс саласында қолдануға болады. Сонымен қатар, тазартылған шламды қосымша алюминий алу үшін қайта пайдалануға болады.

Зерттеу жетекшісі Джеймс Тур атап өтті: «Біздің жұмысымыз қызыл шлам мәселесін шешудің әлеуетті революциялық жолын ұсынады. Өнеркәсіптік тұрғыдан бұл – үлкен жетістік: бір минуттан аз уақытта улы балласт құнды ресурсқа айналады».

Экологиялық артықшылықтар

Ғалымдардың пікірінше, қызыл шламды тазарту айтарлықтай экологиялық пайда әкеледі: боксит өндіруге қажеттілікті азайтады, парниктік газдар шығарындыларын төмендетеді және экологиялық апаттарға әкелуі мүмкін улы қалдықтарды жоюға ықпал етеді.

Енгізу және әрі қарай дамыту

Қазіргі уақытта жаңа әдісті Райс университетінің спин-офф компаниясы Flash Metals USA ауқымды түрде енгізуде. Команда бұл технологияны болат өндірісі сияқты басқа салаларда да қолдануға болатынын айтады. Бұл бұрын ұсынылған плазма арқылы қызыл шламды өңдеп, «жасыл» болат алу тәсілін толықтырады және жыл сайын пайда болатын 200 миллион тоннаға жуық осы улы зат мәселесін шешуге тағы бір қадам болып табылады.

Джеймс Турдың айтуынша, бұл тек қызыл шламды қайта өңдеу ғана емес, жалпы өнеркәсіптік қалдықтарға деген көзқарасты өзгертудің басы: «Егер біз бұл әдісті басқа өндірістік қалдықтарға қолдана алсақ, бұл материалдарды тұрақты қалпына келтірудің жаңа дәуірінің бастауы болуы мүмкін».