CSIC:n kehittämä prosessi muuntaa teollisuusjätteet vateritiksi, joka on harvinainen mineraali, jolla on laaja käyttöalue. Tämä menetelmä mahdollistaa 0,26 kg hiilen talteenoton jokaista kierrätettyä raaka-ainetta kohti ja vähentää sementtiteollisuuden päästöjä. Kierrätetty kipsi voidaan muuttaa ympäristöystävälliseksi rakennusmateriaaliksi Espanjan kansallisen tutkimusneuvoston (CSIC) kehittämän vallankumouksellisen prosessin avulla.
Sisältö
Andalusian maantieteellisen instituutin (IACT) tutkijaryhmä on onnistuneesti muuntanut nämä lukuisat teollisuusjätteet vateriksi – harvinaiseksi ja arvokkaaksi mineraaliksi, joka myös absorboi hiilidioksidia muodostumisprosessissaan . Advanced Functional Materials -lehdessä julkaistu tutkimus avaa mahdollisuuksia tonnien kipsijätteen kierrätykseen ja auttaa samalla vähentämään tärkeimmän kasvihuonekaasun päästöjä.
Valtavat jätemäärät
Kipsiä syntyy valtavia määriä jätteenä erilaisissa teollisissa prosesseissa , lannoitteiden tuotannosta rakennus- ja purkutöihin, mukaan lukien titaanidioksidin tuotanto, jota käytetään maaleissa, muoveissa ja kosmetiikassa.
Tästä runsaudesta huolimatta kierrätetyn kipsin uudelleenkäyttö on Euroopassa vähäistä : tosiasiassa vain noin 15 % kokonaismäärästä käytetään. Loput kertyvät kaatopaikoille, mikä aiheuttaa kasvavan ympäristöongelman, joka vaatii innovatiivisia ja kestäviä ratkaisuja.
Harvinainen mineraali
CSIC:n innovaatio erottuu yksinkertaisuudellaan ja ympäristötehokkuudellaan . Kierrätysprosessissa kipsi muuttuu vateritiksi, joka on harvinainen ja epästabiili kalsiumkarbonaatin muoto, jota esiintyy luonnossa lähes kokonaan, mutta joka on erittäin arvokas.
Tätä harvinaista mineraalia käytetään laajalti lääketeollisuudessa lääkeaineiden kantajana, paperinvalmistuksessa ja erityisesti uusien rakennusmateriaalien kehittämisessä . Sen korkea reaktiivisuus ja kemiallinen epästabiilius tekevät siitä ihanteellisen komponentin lukuisille teknologisille sovelluksille.
Tutkijat onnistuivat muuntamaan kierrätetyn kipsin vateritiksi käyttämällä vain vettä ja hiilidioksidia, ilman kemiallisten lisäaineiden käyttöä ja tavallisissa ympäristöolosuhteissa.
Tämä ympäristöystävällinen menetelmä osoittaa, että saatu vateritiitti voi korvata suoraan perinteisen sementin, sillä sen lujuus on vertailukelpoinen . Keskeinen etu on huomattavasti pienempi energiankulutus , koska tuotantoprosessi tapahtuu huoneenlämmössä, toisin kuin tavallisen sementin tuotantoon tarvittavat erittäin korkeat lämpötilat.
Hiilen talteenotto
CO₂:n talteenottoprosessi koostuu pääasiassa tämän kaasun erottamisesta teollisuuden päästöistä , sen kuljettamisesta ja pysyvästä varastoinnista, jotta se ei pääse ilmakehään.
Tässä innovatiivisessa tapauksessa kierrätetty kipsi toimii vastaanottomateriaalina, joka sitoo hiilen kemiallisen muutoksen aikana .
CSIC:n tutkija IACT:ssa ja tutkimuksen tekijä Alexander Van Drissche selittää, että tämä menetelmä ”ei ainoastaan mahdollista hiilen talteenoton ja varastoinnin materiaalin sisällä, vaan myös vähentää perinteisen sementtiteollisuuden päästöjä, jotka muodostavat 8 % maailman CO₂-päästöistä”.
Tieteellisten laskelmien mukaan jokaista kierrätettyä kipsikiloa kohti sitoutuu noin 0,26 kg hiiltä. Vaikka tämä luku saattaa vaikuttaa vaatimattomalta, se on erittäin merkittävä, kun otetaan huomioon maailman valtava kipsijätemäärä.
Prosessi koostuu kierrätetyn kipsijauheen liuottamisesta vesi-karbonaattiliuokseen, joka sitoo hiiltä , jolloin tuloksena saadaan yli 95 %:n puhtautta, suurta pinta-alaa ja korkeaa kemiallista reaktiivisuutta omaavaa vateria.
Teolliset sovellukset
Kokeissa tutkijat käyttivät erilaisia kipsilajeja, sekä synteettisiä että luonnollisia, mikä auttoi heitä ymmärtämään kiteytymismekanismin yksityiskohtaisesti. Vaikka testit tehtiin erittäin puhtaalla kipsillä, tiimi huomauttaa, että muunnos toimii myös kierrätetyllä kipsillä, joka on peräisin teollisuusjätteestä, koska kemiallinen prosessi on molemmissa tapauksissa identtinen.
Tutkimus, johon osallistuivat maantieteellisten tieteiden instituutti (CNRS-Grenoble-Alpes-yliopisto) ja saksalainen kemianalan yritys BASF, avaa tien kierrätetyn kipsijätteen hyödyntämiselle, vaikka vielä onkin ratkaistava useita haasteita.
Ylittävät vaikeudet
Ensimmäinen tehtävä, jonka parissa he jo työskentelevät, on integroida tehokas epäpuhtauksien poistaminen teollisista kipsijätteistä vateritin tuotantoprosessiin. Myöhemmin he työskentelevät prosessin skaalaamisen parissa, jotta tämä teknologia voidaan vahvistaa tehokkaaksi ratkaisuksi suurten jätemäärien käsittelyyn.
”Menetelmämme ei ainoastaan auta poistamaan ympäristöä pilaavia jätteitä, vaan myös tuottaa hyödyllistä materiaalia, jonka kaupallistaminen auttaa kattamaan kustannukset ja tekee prosessista taloudellisesti kannattavamman”, Van Drissche toteaa.
Vateritista saatavaa sementtiä voidaan käyttää sekä puhtaana että sekoitettuna perinteiseen sementtiin , mikä tarjoaa ekologisen vaihtoehdon rakentamisessa ja auttaa myös lieventämään ilmastonmuutoksen vaikutuksia jatkuvan hiilen sitomisen ansiosta.
