Los científicos del Instituto Max Planck han demostrado cómo se puede producir acero libre de CO2 de forma relativamente sencilla y rentable a partir de residuos de la producción de aluminio.
En un horno de arco eléctrico similar a los que se utilizan en la industria siderúrgica desde hace décadas, convierten el óxido de hierro contenido en el barro rojo en hierro mediante plasma de hidrógeno.
Con este proceso se podrían producir casi 700 millones de toneladas de acero libre de CO2 a partir de los cuatro mil millones de toneladas de lodo rojo acumulados hasta la fecha en todo el mundo, lo que corresponde a tercio de la producción anual de acero en todo el mundo.
La producción de aluminio genera cada año alrededor de 180 millones de toneladas de lodo rojo tóxico que es muy alcalino y contiene trazas de metales pesados como el cromo. Se estima que la demanda de alumnio y acero crecerá por encima del 60 por ciento para 2050.
En un estudio publicado en la revista Nature, el equipo muestra cómo el loso rojo puede utilizarse como materia prima en la industria del acero. Esto se debe a que los residuos de la producción de aluminio se componen de hasta un 60 por ciento de óxido de hierro. Los científicos del Max Planck funden el lodo rojo en un horno de arco eléctrico y al mismo tiempo reducen el óxido de hierro contenido a hierro mediante un plasma que contiene un diez por ciento de hidrógeno.
La transformación, conocida en la jerga técnica como reducción por plasma, dura sólo diez minutos, durante los cuales el hierro líquido se separa de los óxidos líquidos y luego puede extraerse fácilmente. El hierro es tan puro que se puede transformar directamente en acero, según los autores de la investigación.
Los óxidos metálicos restantes ya no son corrosivos y al enfriarse se solidifican formando un material similar al vidrio que puede usarse como material de relleno, por ejemplo, en la industria de la construcción. Otros grupos de investigación han producido hierro a partir de lodo rojo utilizando un método similar con el coque, pero esto produce hierro muy contaminado y grandes cantidades de CO2. El uso de hidrógeno verde como agente reductor evita estas emisiones de gases de efecto invernadero.
“Si se utilizara hidrógeno verde para producir hierro a partir de los cuatro mil millones de toneladas de lodo rojo que se han generado hasta la fecha en la producción mundial de aluminio, la industria siderúrgica podría ahorrar casi 1.500 millones de toneladas de CO2”, afirma en un comunicado Isnaldi Souza Filho, líder del grupo de investigación en el Instituto Max Planck de Eisenforschung, dedicado a la investigación relacionada con el hierro.
El proceso también resulta rentable desde el punto de vista económico, como demostró el equipo de investigación en un análisis de costes. Con hidrógeno y una mezcla de electricidad para el horno de arco eléctrico procedente sólo de fuentes parcialmente renovables, el proceso merece la pena si el lodo rojo contiene un 50 por ciento o más de óxido de hierro.
Si se tienen en cuenta también los costes de eliminación del lodo rojo, sólo un 35 por ciento de óxido de hierro es suficiente para que el proceso sea económico. Con el hidrógeno verde y la electricidad, a los costes actuales (teniendo en cuenta también el coste del vertido del lodo rojo), se necesita una proporción de entre un 30 y un 40 por ciento de óxido de hierro para que el hierro resultante sea competitivo en el mercado.
Fuente: Agencia ID.
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