Red mud, et unødvendig problem?

Årlig produseres det ca. 150 millioner tonn red mud globalt. Et materiale som inneholder råstoffer til jern-, silisium- og aluminiumproduksjon blir deponert, til tross for at teknologiske løsninger for gjenvinning er tilgjengelig. Dette fordi det er billigere å deponere red mud som avfall og utvinne nye bergarter fra gruver. Bærekraftig?

• Forfattere: Halvor Dalaker, Seniorforsker, SINTEF Industri, Birgit Ryningen, Forsker, SINTEF Industri & Casper van der Eijk, Forskningsleder, SINTEF Industri

Hva er Red mud?

Red mud, eller rødslam, er tema i nyhetene med ujevne mellomrom. Vi hører om demninger som kan briste og deponier hvor det siver ut red mud til omgivelsene. Men hva er red mud? Hvorfor finnes det store dammer med red mud rundt omkring i verden?

For å svare på det første først: Red mud er et avfallsprodukt fra aluminiumsindustrien. For å svare på det andre spørsmålet; det produseres mer enn dobbelt så mye red mud som det produseres aluminium metall i en standard produksjons- og raffineringsprosess.

Verdifulle råvarer deponeres i en lineær økonomi

De 150 millioner tonnene red mud som produseres årlig tilsvarer ca. 20kg avfall per verdensborger! Kun 1-2 % av dette gjenbrukes i andre industrier, resten deponeres. Eksempelvis deponerer Hydros aluminaraffineri i Brasil 6 millioner tonn red mud i året. I tillegg til at dette er et stort potensielt miljøproblem på lokal skala er det også meget dårlig utnyttelse av ressurser.

Red mud inneholder opptil 50% jernoksid, samt noen titalls prosent hver av aluminiumoksid, silisiumoksid, titanoksid, i tillegg til andre stoffer. I stedet for å gå inn som råvarer i produksjon av jern, silisium, aluminium, sement, byggeisolasjon eller annet, betraktes dette som avfall. Råstoff til produksjon av alle disse tingene må da i stedet komme fra gruvedrift, som kommer med sine egne bærekraftutfordringer og lokale miljøødeleggelser.

Dette er rett og slett et grelt eksempel på den lineære økonomien hvor verdiene måles i tilbud og etterspørsel på kort sikt uten en langsiktig plan for å bevare ressursene for fremtidige generasjoner. Så lenge den billigste løsningen på kort sikt er deponering, er det ingen som har råd til å se på alternativer.

Er Red mud et økonomisk eller teknologisk problem?

Red mud er svært basisk pga høyt innhold av lut (NaOH), med pH-verdier så høye som 12-13. Derfor kan det ikke slippes ut i naturen. NaOH er i seg selv ikke så vanskelig å håndtere og kan nøytraliseres med for eksempel saltsyre (HCl) for å få ut rent vann og bordsalt.

Det høye natriuminnholdet gjør det vanskelig å bruke red mud ubehandlet i stålindustrien som erstatning for jernmalm. Teknologien er tilgjengelig, men i dag er det billigere å deponere slammet enn å behandle det. Det jobbes mye med å finne anvendelser for red mud utenfor aluminiumsindustrien. Teknisk er det mulig å bruke det i stålfremstilling eller i byggebransjen. Men dette er ikke lønnsomt så lenge det er rimelig å føre det på deponi.

Men det virkelig store problemet med red mud er nettopp at det er stort. De enorme mengdene med slam som produseres årlig gjør at utfordringene og problemene med håndtering og arealbruk også blir enorme. Og midt oppi alle disse enorme mengdene av slam, vet vi at det finnes tekniske løsninger.

Problemet er med andre ord i stor grad av økonomisk art.

Er løsningen norsk, og 100 år gammel?

I dag produseres aluminium på mer eller mindre samme vis som det har blitt produsert i 100 år. Et viktig mellomledd i prosessen er raffinering av aluminiumoksid fra bergarten bauksitt gjennom den såkalte Bayerprosessen.

Bayerprosessen er i dag enerådende i aluminiumsindustrien, men det finnes et alternativ. I den såkalte Pedersen-prosessen tas jern ut som et eget biprodukt, og ender ikke opp i slammet. Slammet mister sin jernrøde farge, og resulterer i «gray mud» som hovedsakelig består av kalsiumkarbonat med silisiumoksid. Dette kan brukes som råmateriale for sement- eller kunstgjødselproduksjon.

Pedersen-prosessen

Pedersen-prosessen ble utviklet av professor Harald Pedersen i Trondheim i 1920-årene, og i 40 år var den i drift i Høyanger. Men i løpet av 1960-årene ble denne prosessen utkonkurrert av den tidligere nevnte Bayerprosessen som var mer lønnsom for høykvalitetsmalm. I dag er mye av den beste aluminiumsmalmen i verden brukt opp, og vi har en situasjon hvor det kanskje er Pedersen-prosessen som nå er det beste valget for å utnytte malm av lavere kvalitet.

Med alle sine fordeler har Pedersen-prosessen også sine svakheter. I tillegg til—og på grunn av—at den ble utkonkurrert på 60-tallet av en mer effektiv prosess, har den ikke vært gjennom den samme industriutviklingen. I Bayerprosessen er det investert maskineri, kunnskap og erfaring gjennom 100 år for å optimalisere med hensyn på kostnadseffektivitet og kvalitet. For en hel industri å legge om til en ny prosess vil koste mer enn viten og vilje. Det vil også koste penger i en overgangsfase og i en industri som allerede har små profittmarginer, er det ingen som har råd til å være først ute til tross for at det er store økonomiske løft som skal til for å realisere zero waste i aluminiumsindustrien.

Sirkulær økonomi og sirkulært samfunn

Vi trenger en ny måte å tenke verdi på! De tekniske løsningene er tilgjengelige, men det er ikke åpenbart hvordan de best skal implementeres. Skal vi lykkes med å snu økonomien inn i et sirkulært spor trenger vi nye tanker, ikke bare fra teknologene, men også fra økonomene, direktørene, investorene og politikerne. Dette gjelder heller ikke bare i aluminiumsindustrien, men i hele den lineære økonomien.

SINTEF jobber aktivt i flere prosjekter relatert til aluminaproduksjon og red mud.

• RemovAL
• Scale
• ENSUREAl

Vi gjør vår del for å bidra med teknologien for et bedre samfunn og vi har troen på en løsning. Men vi klarer det ikke alene. Vi trenger hjelp!