Rode modder: van afval tot bouwmateriaal - artikel

Plant & Factory 29/05/2018 11:34:39

Elke ton aluminium resulteert in één tot anderhalve ton ‘rode modder’. Dit restproduct wordt in grote bezinkingsbekkens opgeslagen, maar ook al eens in zee gepompt.

Lees hieronder verder   
Verwant

Karel Proesmans wint prestigieuze ‘Early career prize’

Rekenmethode om nano-mikadodoosjes te ontwerpen voor fotonica

Analyse genoomsequentie kan sneller en goedkoper

Oplichtende nanodeeltjes vertonen opvallend gedrag

AcademicLabs connecteert Europese en Japanse wetenschappers

Nieuw gen ontstaat in lab TU Delft onderzoekers

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Advanced Engineering

Flanders Expo Gent

van 22/05/2019 tot 23/05/2019

Practical training: EN ISO13849-1

Pilz Zonhoven

woensdag 22 mei 2019

Navingo Career Event

RDM Rotterdam – Onderzeebootloods

donderdag 23 mei 2019

COMSOL Day

imec - Leuven

donderdag 23 mei 2019

Electrical Safety in industrial installations

Pilz Zonhoven

dinsdag 4 juni 2019

Ceci n'est pas un congres

Brussels Expo

dinsdag 4 juni 2019

Keuze van de redactie

(15/5) Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

(15/5) Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

(13/5) Vlaanderen investeert 8 miljoen euro in alternatieven voor vrachtvervoer

(13/5) Knelpuntsectoren zoeken 18.200 hooggeschoolde profielen

(9/5) Primeur: Posetron gaat ‘Nearly Off Grid’

(9/5) Imec bluetooth sleutel voorkomt autodiefstal

>> Meer blikvangers

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Jaarlijks gaat het om zo’n 150 miljoen ton waarvan 6,8 miljoen ton in Europa alleen. Researchers aan de KULeuven onderzoeken de recyclagemogelijkheden en willen rode modder nu aanwenden als bouwmateriaal.

Sommige vorsers zoeken restproducten uit de rode brij te halen. De vernieuwde aandacht voor zeldzame aardmetalen geeft hieraan een vers elan. Niet alle rode modder bevat echter kritische, zeldzame aardmetalen.

Wel ijzererts (vandaar trouwens de rode kleur) en zelfs nog tot 20% aluminiumoxide ! Er is dus nog meer aluminium uit te halen mits bijkomende processtappen, energie en chemicaliën. Investeringen, dus.

“Mijn onderzoeksgroep wil echter pragmatische oplossingen realiseren. Wij maken er bouwmaterialen van: een tegel, een dakpan, een bouwsteen. Noem dat ‘post-modern’ maar technisch is het daarom niet minder ambitieus”, zegt de Griekse Yiannis Pontikes, die op ‘rode modder’ doctoreerde en nu hoofddocent is aan de KULeuven. We ontmoetten hem en doctoraatsstudent Tobias Hertel in het MTM-lab.

Nieuw materiaal
“Het inerte ‘red mud’ basismateriaal maken we reactief met additieven zoals bauxiet, silica (zand) of kalksteen, die je vindt in de buurt van aluminiumfabrieken.” Het mengsel wordt opgewarmd tot het smelt (1.100 à 1.200°C). “Het stroperige materiaal gieten we dan in water om het ‘af te schrikken’ (quenching). Dat resulteert in een glasachtig materiaal dat we pletten en vermalen.”



Het eindproduct heeft de eigenschappen van cement “maar we mogen het in Europa niet ‘cement’ noemen. We hebben het dan ook eerder over een ‘bindmiddel’”, legt Pontikes uit. Aan het poeder wordt een alkalische oplossing toegevoegd. Dat wordt tot een pasta gemend en in een mal gegoten. Al dan niet met een wapening. Op de rekken in het lab staan ook poreuze blokken die als isolatie een toepassing kunnen vinden.

De onderzoekers zien er nauw op toe dat alle processtappen industrieel toe te passen zijn. “Eerst zullen architecten het materiaal gebruiken”, verwacht Pontikes. “We beginnen dus wellicht met nichetoepassingen in meubels, keukens, …” Verder onderzoek naar levensverwachting en duurzaamheid volgt vooraleer uit te pakken met bredere toepassingen.

Opschalen
Op 8 mei vindt in Athene de kick-off meeting van het REMOV.AL-project plaats. Meer dan twintig partners, ook de meeste aluminiumraffinaderijen, stapten aan boord. “We willen voorbij het laboratorium naar een industriële schaal van drie tot vijf ton per dag.”

De groep telt twee afdelingen, SlagLab en SlagPilot, die hefboommiddelen krijgen van het European Institute of Innovation & Technology (EIT) in de Knowledge and Innovation Community (KIC) Raw Materials. “Pilot plants komen er in België, Frankrijk, Duitsland, Griekenland. (…) Het doel is upscaling. Vandaag zit de technologie op TRL5 en we willen naar TRL7 tot TRL8.”

KULeuven bouwt zijn demofabriek (SlagPilot) in Herk-de-Stad. De Belgische startup -ResourceFull, geleid door gewezen studenten van Pontikes, zal er een demowoning bouwen. Er loopt ondertussen een patentaanvraag voor een proces bij lage temperatuur.

Psychologische drempel
Meerdere jaren is er aan de KULeuven bij Materiaalkunde (MTM) op ‘rode modder’ gewerkt. Ook aan het departement Chemie. Drie jaar geleden ging er het ‘RedMud’ Marie Curie-project van start dat 15 PhD studenten op het onderwerp zette. Prof. Koen Binnemans was project- en sciencetechnologycoördinator.

De KULeuven coördineert het Horizon 2020 MSCA RedMud-project (2015-18). Naast vijf onderzoeksinstellingen nemen ook drie bedrijven deel: MEAB, Aluminium of Greece en Titan Cement. “In Griekenland persten we de rode modder tot droge plakken. Die werden eerst gemengd met de andere grondstoffen en daarna ‘gebrand’. Zo maakten we er ‘cement’ en ‘keramiek’ mee”, zegt Pontikes. Titan verzet op deze manier al zo’n 100.000 ton rode modder per jaar.

Het is anders als je de rode modder na de oven mengt. “Nu botsen we op een ‘psychologische’ drempel”, geeft Pontikes aan. Cement kan 36 tot 96 wt% hoogovenslak bevatten. Dat is eveneens een residu van andere processen. We moeten voorzichtig zijn met wat we precies aanbieden. Ook de verhouding moet precies zijn zodat de industriële symbiose een win-win oplevert voor iedereen.”



Groene aluminium
Wie in de industrie neemt de handschoen op en stuurt zijn proces bij? Er gebeurt al een valorisatie in de cementbusiness. “Maar we kunnen verder dan de 2 à 3 % van vandaag”, stelt Pontikes die denkt aan het promoten van het nieuwe product via een bijzondere branding: ‘groene aluminium’.

Ook kan de regelgeving, die rode modder nu als afvalproduct catalogeert, bijgesteld worden. Een afvalproduct kan je niet zomaar aanwenden voor een waardevol product. Pontikes pleit daarom voor prestatie gebaseerde standaarden voor bouwmaterialen. “Controleer of het product beantwoordt aan de striktste prestatiecriteria. Als het presteert, erken het dan.” <<
Door Luc De Smet

KADER 1
In oktober 2010 brak de wal van een slibreservoir met rode modder van de MAL aluminiumfabriek in het Hongaarse Kolontar/Ajka. Een giftige modderstroom van 1.000.000 kubieke meter spoelde een paar dorpen van de kaart, waarbij tien doden en meer dan honderd gewonden vielen, en veroorzaakte er een heuse milieuramp. <<



KADER 2
Zware metalen en radioactiviteit
Rode modder is het restproduct van de winning van aluminiumoxide (Al2O3) uit erts via het Bayerproces. Het bauxiet komt in een vat met hete geconcentreerde natronloog (NaOH) dat het aluminium oplost als een hydroxide.

Het restproduct bevat silicaten, titaan- en ijzeroxides die het basische slib de typische rode kleur bezorgen. “Rode modder bevat zware metalen en reactieve elementen die variëren naargelang de oorsprong van het bauxiet”, zegt professor Yiannis Pontikes.

“De ‘radioactiviteit’ van het ontwikkelde bindmiddel is hoger dan van doorsnee bauxiet, vergelijkbaar met of hoger dan van graniet, hoger dan van grond. (…) In Europa zijn we soms ‘overgevoelig’ bij het horen van het woord ‘straling’. Doe eerst je check. Gebruik stenen en dakpannen van rode modder buitenshuis.” <<

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Hersenvocht neemt met ruim 10% toe tijdens verblijf in de ruimte

Onderzoekers van de Universiteit Antwerpen tonen voor het eerst aan dat de vochtkamers of ventrikels in het brein van kosmonauten groter worden tijdens een verblijf in de ruimte.

EpiGaN overgenomen door Franse Soitec

Soitec heeft een overeenkomst gesloten voor de overname van EpiGaN, leverancier van GaN epitaxiale wafer materialen, en verstevigt zijn positie op gebied van 5G, powerelektronica en sensoren

Interreg Vlaanderen-Nederland investeert 1,7 miljoen euro in duurzaamheid

Het project GREENER is gericht op de ontwikkeling van een biogebaseerde vervanger voor polyacrylzuur en RESANAT experimenteert met natuurlijke saneringstechnieken op verontreinigde gronden.

Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

Volvo Car Gent is gestart met de bouw van een gloednieuw fabrieksgedeelte, waar batterijen voor elektrische wagens zullen worden samengesteld. Een belangrijke investering voor deze fabriek.

Internationale prijzen voor Antwerpse duurzaamheidsprojecten

Twee Antwerpse duurzaamheidsprojecten zijn bekroond met een prijs op de Guangzhou 2019 World Ports Conference in China, tijdens de eerste IAPH World Ports Sustainability Awards.

Kennametal introduceert nieuwe generatie tangentieel schouderfrezen - techniek

Kennametal kondigt haar nieuwe Mill 4-12KT aan, de volgende generatie tangentiële schouderfrezen, die hoogwaardige oppervlakken produceert voor bijna alle toepassingen in staal en gietijzer.

Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

Het allereerste specifieke opleidingscentrum voor de farma- en biotech-industrie in Vlaanderen, ViTalent, komt op het Wetenschapspark in Niel en zou zijn deuren moeten openen in 2021.

Fluoride maakt perovskiet zonnecellen sterker

Onderzoekers van TU Eindhoven, DIFFER, Universiteit Twente en Peking University hebben ontdekt dat een beschermend fluoride-laagje zonnecellen van perovskiet een stuk stabieler maakt.

Schneider Electric breidt UPS-productlijn uit met Galaxy VS

Schneider Electric introduceert de Galaxy VS. Deze zeer efficiënte, modulaire, driefase Uninterruptible Power Supply (UPS) met capaciteiten van 10-100 kW is eenvoudig te installeren. De UPS is ontwikkeld om aan de kritieke vermogensvereisten in IT-, commerciële of industriële omgevingen te voldoen. >>

Partners