Trvale udržitelné ekologické technologie a metalurgie

Může být metalurgie považována za udržitelnou (sustainable) ekologickou technologii? To je otázka, která se stále častěji objevuje na rtech nejen ekologických aktivistů, ale především nás – obyčejných lidí, kterým není vliv lidské činnosti na přírodní prostředí lhostejný. Začneme tedy úplně od začátku – co je to ekologická technologie? Podle definice Komise Evropských společenství se jedná o technologii, jejíž konkurenční výhodou oproti jiným podobným technologiím je skutečnost, že je nejméně škodlivá pro životní prostředí.

Získávání přírodních zdrojů, zejména pomocí těžebního průmyslu, a poté rafinaci surovin lze jen stěží klasifikovat jako odvětví s nízkým dopadem na životní prostředí. My, běžní spotřebitelé, máme samozřejmě malý vliv na proces devastace přírodního prostředí, ale naše povědomí o technologických postupech a jejich aplikaci, o tom, jak zacházíme s použitými materiály a výrobky, už hraje zásadní roli. Je naší odpovědností vědomě si vybrat dodavatele, jehož výroba a následná recyklace má nejmenší dopad na životní prostředí. Tím, že se vyhneme velkým ničitelům přírody, způsobíme, že začnou fungovat tržní faktory – společnosti budou nuceny postavit se před volbu – přizpůsobit se, zavést vhodná preventivní opatření a zůstat na trhu, nebo zkrachovat a platit obrovské sankce za nedodržování mezinárodních standardů ochrany životního prostředí.

Udržitelný rozvoj je založen na třech hlavních pilířích – společnosti, životním prostředí a hospodářství, které jsou poháněny účinnými zdroji energie a surovin, správným nakládáním s odpady a výnosným výrobním procesem. Podívejme se na některé kovy, proces jejich těžby, rafinace, vytváření konečného produktu a později – jejich opětovné použití. Pevně věříme, že níže uvedené informace vám pomohou pochopit obrovský dopad na naše životní prostředí a naši budoucnost, který může mít vědomá volba dodavatelů materiálů a produktů.

Tantal je klíčovým kovem v elektronickém průmyslu, částečně díky jeho použití v kondenzátorech. Odhaduje se, že pro tyto aplikace se používá více než 40 % světové produkce tantalu, ale pouze 1 % se získává díky recyklaci elektroodpadu. Tato informace je docela překvapivá vzhledem k tomu, že elektronický odpad je nejrychleji rostoucí kategorií odpadu na světě. Účinnost získávání kovů z elektroodpadu se navíc každým rokem výrazně zlepšuje a zlevňuje. Je šance, že se recyklace kovů z elektronických zařízení stane v blízké budoucnosti normou. Rekuperace surovin je mnohem efektivnější než klasická těžba – jak z ekonomického hlediska, tak z hlediska vlivu na životní prostředí. Z cirkulární ekonomiky (ang. circular economy) se pomalu stává nové ekonomické paradigma, které by mělo zanechat silnou stopu v myšlení podnikatelů po celém světě.
Recyklace umožňuje každoročně získat zpět přibližně 25–30 % světové produkce tantalu. To je asi 500 tun tantalu ročně. Proč je tedy tak velký rozdíl oproti elektroodpadu? Odpověď je triviální – technologie. V typickém elektronickém zařízení je množství tantalu srovnatelné s množstvím v jeho rudách, ale elektronické zařízení se skládá také z dalších prvků – zlata, palladia nebo mědi, které se získávají zpět pomocí pyrometalurgie. V důsledku toho je tantal ve formě oxidu klasifikován jako odpad (popel) a jeho využití je nerentabilní. Ale je opravdu snaha o ekonomickou ziskovost krátkozraká?

Existují dva hlavní zdroje výroby hliníku – primární z bauxitu a sekundární z recyklace. Bauxit je sedimentární hornina, která je základní hliníkovou rudou a obsahuje 30–50 % oxidu hlinitého. Těžba bauxitu je spojena s drastickými zásahy do přírodního prostředí – odstraňováním vegetace, kontaminací podzemních vod a enormní spotřebou energie. Důl využívá elektřinu, kterou získává spalovacími motory poháněnými fosilními palivy – uhlím, ropou a zemním plynem. Odhaduje se, že k získání 1 tuny bauxitu je třeba spotřebovat 150 MJ energie (asi 41,6 kWh), což z těžby bauxitu činí jedno z nejméně energeticky náročných odvětví těžby. Zní to dobře, že? Chyba! Výroba sekundárního hliníku vyžaduje pouze 5 % této energie. Úspora energie ale nestačí. Podobné poměry platí pro emise skleníkových plynů.

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení, titan není vzácným kovem, ale jeho vysoká cena souvisí s procesem rafinace. V současné době je nejpopulárnější metodou komplexní Krollův proces, který vyžaduje hodně energie. Výroba titanu je šestkrát dražší než výroba oceli!

Krollův proces se skládá z následujících kroků:

• chlorace: oxid titaničitý za přítomnosti uhlíku tvoří TiCl₄;
• redukce a separace: etapa, během které se TiCl₄ redukuje hořčíkem a vznika tzv. titanová houba;
• přetavování: v této fázi se titanová houba roztaví ve vakuové peci;
• elektrolýza: během ní se chlorid hořečnatý získaný v průběhu redukci podrobí procesu elektrolýzy, v důsledku čehož se vytvoří Cl₂ a čistý hořčík.

Odpad z technicky čistého titanu s nízkým obsahem nečistot (zejména kyslíku a železa) se taví a přetváří zpět na titanové produkty, zatímco titanový odpad s vysokým obsahem nečistot (ferotitan – s obsahem titanu až 75 %) se nejčastěji používá jako přísada pro denitrifikaci a deoxidaci v procesu výroby oceli. Opětovné použití titanu nevyžaduje jeho rafinaci – je tedy velmi šetrné k životnímu prostředí.

Neustále rostoucí poptávka po niklu znamená, že primární zdroje tohoto kovu musí být neustále rozšiřované, a proto sekundární výroba hraje velmi důležitou roli. Nikl lze nekonečně přetavovat, aniž by to ovlivnilo jeho kvalitu – proto je to nejvíce regenerovaný kov s mírou recyklace až 68 %. Drtivá většina takto získaného niklu se používá k výrobě nerezové oceli.

Ke znečištění životního prostředí však nedochází jen procesem rafinace kovů. Těžba má na devastaci životního prostředí značný dopad, problémem je ale také těžební odpad. Aby se ušetřily náklady na dopravu, je uložen v bezprostřední blízkosti dolu. Haldy se skládají z odpadu obsahujícího minerály sulfidů kovů, které prosakují do podzemních vod, a tím kontaminují celou oblast. Sulfidové minerály jsou vázány na kovy jako olovo, zinek, měď nebo stříbro a mohou výrazně okyselit životní prostředí.

WOLFTEN aktivně podporuje získávání surovin z odpadních produktů. Nám, našim dětem a vnoučatům se to vyplatí, bez ohledu na aktuální ekonomické náklady!

Další články