Kemikalie forurening

[B Mønnike]

Dette er engentligt et spørgsmål til Michael Bolt, selv om det stilles her i dit område Morten.

Når man ser det" Kemihøjlager" der har forvoldt skade i Ungarn, er det så en nomal måde at obevare dubiøse vandige kemikalier på i de områder Michael. Du har jo haft en del at gøre med affalds behandlinger i det hjørne af verden.

[Morten Jødal]

Jeg undlader at svare på det direkte spørgsmål - gemmer muligheden til Michael.
Men jeg benytter anledningen til at gøre opmærksom på, at de journalister, der taler om "aluminiumforurening", ikke har begrebet nogetsomhelst.
Råvaren til aluminiumfremstilling er diverse lerjordstyper (især den, der hedder bauxit), og første trin i oparbejdningen til aluminium er at udvinde ren Al₂O₃ af råvaren. Hertil benyttes stærk base, og det er affaldet fra den proces, der forårsager problemerne. Som altså især består i risikoen for en ubehagelig og farlig baseætsning af alle organismer, der kommer i berøring med affaldet.
Aluminium derimod er udfældet som oxid og opsamles omhyggeligt - det er jo den værdifulde del.
Det er symptomatisk, at Island, som på grund af billig elektricitet har ca. halvdelen af verdens aluminiumproduktion, kun vil importere den oprensede aluminiumoxid som råvare for udsmeltningen. Det forurenende første oprensningstrin foregår i en række mindre udviklede lande!

[gerda vilholm]

Aha. Her i Grønland vil vi jo gerne bygge en aluminiumssmelter med tilhørende vandkraftværk etc.
Det er jo interessant at høre om forureningsricici i den forbindelse, det har ikke været fremme i den grønlandske presse.

Men, hvis affaldet udelukkende består af en stærk base, vil det vel være muligt at fortynde det og hælde det ud i havet. Men der er måske også andre giftige stoffer i?

Iøvrigt havde vi tidligere en kryolitmine i Grønland, vistnok den eneste i verden. Den finansierede Grønland under anden verdenskrig. Man sagde tidligere at man ikke kunne fremstille aluminium uden kryolit som katalysator, men nu da minen er udtømt har man fundet andre metoder.

Venlig hilsen    Gerda

[B Mønnike]

Hej Morten tak for svaret, for det forklarer hvorfor der ikke er et synligt alæg for smeltning af aluminium i nærheden af de store affaldssøer i Kolontar i Ungarn. Aluminiumoxiden transporteres til billig energi fabrikationer...som Island.
Det er sikkert Beauxitten der graves op nord for affaldslagret.

http://www.panoramio.com/photo/41882281

@ Gerda... Hvis Grønland gør som Island, vil den største forurening nok være et CO2 udslip som jeg har fået det forklaret. Den del kan Morten nok redegøre for, bedre end jeg.

[Morten Jødal]

Aha. Her i Grønland vil vi jo gerne bygge en aluminiumssmelter med tilhørende vandkraftværk etc.
Det er jo interessant at høre om forureningsricici i den forbindelse, det har ikke været fremme i den grønlandske presse.

Aluminiumsmeltning er en meget ren produktion, det eneste regulære affaldsprodukt er O₂.
Der har tidligere været problemer med fluorforurening (fra kryolitten) omkring aluminiumsmelteanlæg, men det har de moderne anlæg fået styr på. Forureningsrisikoen ligger i de indledende oprensningsprocesser, som altså foregår andre steder - enten tæt ved udvindingsstederne eller i U-lande, der for pengenes skyld vil se bort fra risikoen.
Smelteanlæggene opføres typisk hvor der er adgang til masser af vandkraft eller geotermisk energi, for den altdominerende omkostning er elforbruget - og den el skal så gerne produceres billigt og CO₂-neutralt. Elomkostningen er så dominerende, at det kan betale sig at flytte råvaren over den halve klode for at komme til den billige el. Transporten er jo så ikke CO₂-neutral ...

Men, hvis affaldet udelukkende består af en stærk base, vil det vel være muligt at fortynde det og hælde det ud i havet. Men der er måske også andre giftige stoffer i?

Jeg kender ikke den præcise sammensætning af bauxit, men der er givetvis tungmetaller i. Den stærke base kunne også neutraliseres med svovlsyre, men det er jo en omkostning. I Danmark husker de fleste af os affaldsskandalerne på Harboøre Tange (Cheminova) og i Kærsgård Plantage (Grindstedværket). Dengang i halvtredserne mente vi også, at "det nemmeste og billigste er at placere stadset et sted hvor ingen ser det, og hvor det ikke gør nogen skade". Den politik følger man stadig i en del lande.

Iøvrigt havde vi tidligere en kryolitmine i Grønland, vistnok den eneste i verden. Den finansierede Grønland under anden verdenskrig. Man sagde tidligere at man ikke kunne fremstille aluminium uden kryolit som katalysator, men nu da minen er udtømt har man fundet andre metoder.

Ja, Grønland er faktisk det eneste sted i verden, hvor mineralet kryolit (natriumaluminiumfluorid, Na₃AlF₆) forekommer, og det har været anvendt siden metoden blev opfundet i 1872 (og fik prisen på aluminium til at falde med ca. 99% i løbet af få år), og indtil minen blev udtømt.
Den situation kunne jo forudses mange år forud, så der var god tid til at udvikle alternativer. Jeg ved ikke præcis hvad man bruger nu - muligvis syntetisk fremstillet kryolit?
Kryolit virker ikke som katalysator, men en blanding af aluminiumoxid og kryolit har langt lavere smeltepunkt end de rene stoffer hver for sig, så den gør smelteprocessen langt enklere - bl.a. ville det ellers være et problem at finde et materiale at bygge smelteovnen af!

Jeg har besøgt Alcans aluminiumsmelteanlæg nær Reykjavik, og det er ganske imponerende: Tre lange haller, hver 900 m lange, men hver smelteovn er kun knap 2 m høj (og heraf er det meste elektroder og bæreanlæg, selve smelten fylder kun 40 cm).
Driftspændingen er 42 V - som seriebetjener en sektion. Til gengæld er strømstyrken mange tusinde Ampere.

Jeg må forøvrigt beklage, at jeg overdrev Islands andel af verdensproduktionen. Det var gamle tal, Island er forlængst overhalet af Kina og flere andre lande - fordi verdensproduktionen er steget, men Islands har været konstant i en årrække (de er vistnok ved at fordoble den med et nyt anlæg).

[Bent Andersen]

"Til gengæld er strømstyrken mange tusinde Ampere."

En tidligere bekendt var for mange år siden konsulent omkring microprocessorstyring af smelteren, en næsten umulig opgave på grund af det stærke magnetfelt omkring anlægget.

Han fortalte (ved ikke om det er en skrøne) at anlægget normalt kørte et års tid, hvorefter det blev lukket ned så elektroder osv. kunne vedligeholder.
Når de slukkede for strømmen kom der en mægtig larm fra alle de stykker værktøj som folk ikke havde holdt ordentlig fast på og som derfor var blevet tiltrukket af strømlederne (som var 1/2 m i diameter eller større) og derefter sad fast.

Bent.

[B Mønnike]

Den med værktøjet er nok en skrøne, men ganske morsom.
Jeg har kva mine arbejdssteder også været i nærheden af store elsmelteværker, sidst i skrotværket i Frederiksværk hvor ovnen er elektrisk. Den slags ovne bliver typisk lukket helt ned en gang om året ( sommerep) men en gang om ugen for serviceres anlægget. Jernet kan sagtens holde sig flydende i ovnen til der sættes gang i værket igen.

Jeg har ikke hørt om værktøj der er blevet uønsket stjålet af magnet felter, men magnetisk værktøj jo da.

[harbst]

Der er i elektrisk henseende meget stor forskel på en elovn til smeltning af stålskrot, og et elektrolyseanlæg til Aluminium.

I stålværkeet et strømmen stort set kun til opvarmning og strømstyrken  lille sammenlignet med stømmen i aluminiumsanlægget.

Stål kan i øvrigt fremstilles med vekselstrøm, hvor magnetisk virkning heller ikke er så voldsom.

Kryolit blev en overgang fremstillet Syntetisk i Danmar på en sukkerfabrik, der på den måde kunne udnøtte en del af anlægget udenfor sukkerkampagnen.

Jeg har engang hørt at den grønlandske kryolit oprindelig  blev anvendt til fremstilling af soda, og først senere til aluiniumssmelte.  

[gerda vilholm]

Det er rigtigt at da man i 1800-tallet begyndte at bryde kryolit i Ivittuut i Grønland, var formålet at fremstille soda af det. Man kunne ikke forestille sig hvilken værdi dette mineral senere ville få.

Mens man brød kryolitten, blev den mindre lødige malm brugt til at bygge havnekajer ved minen og til at lægge på vejene.

Da minen lukkede for nogle år siden var malmen blevet meget mere værd, og man sluttede med at bryde al den tidligere kasserede malm op og eksportere den.

Venlig hilsen   Gerda

[John Larsson]

Smelteanlæggene opføres typisk hvor der er adgang til masser af vandkraft eller geotermisk energi, for den altdominerende omkostning er elforbruget - og den el skal så gerne produceres billigt og CO₂-neutralt. Elomkostningen er så dominerende, at det kan betale sig at flytte råvaren over den halve klode for at komme til den billige el. Transporten er jo så ikke CO₂-neutral ...

Geotermisk elproduktion kan vel på ingen måde konkurrere med hverken vandkraft eller fossil el. Den islandske geotermiske elproduktion er kun en brøkdel af den vandkraftproducerede og den er mig bekendt ikke etableret i forbindelse med aluminiumsværkerne.

En stor del af klodens aluminiumsproduktion sker ved naturgasproduceret el, så er man fri for at bare brænde gassen af for at komme til olien; gælder typisk for oliefelterne i Mellemøsten!

[Morten Jødal]

Du har selvfølgelig et i, at vandkraft er totalt dominerende i forhold til geotermi i forbindelse med aluminiumproduktion - alene på grund af den sædvanlige og mulige størrelse på de to anlægstyper.
Ligeledes er det fint, at du gør opmærksom på den mellemøstlige "overskudsenergi", som vel i denne sammenhæng kan kaldes "næsten CO₂-neutral", da alternativet ville være at lade gassen gå til spilde!  .
Det er klart, at mine tidligere indlæg er farvet af, at jeg kun har været i nærheden af aluminiumproduktion i Island og kun som en lille del af et besøg med et bredere sigte - herunder de forskellige måder at hente CO₂-neutral energi på.
Men hvad jeg har skrevet om de forureningsmæssige aspekter, står jeg ved.

[B Mønnike]

Jamen Morten et eller andet sted på det grå papir jeg kalder min hukommelse, mener jeg der står noget om at der er et CO2 udslip i forbindelse med aluminiumsfremstilling....det ord der spøger er kalsinering af ALO₃

[Morten Jødal]

Bjarke, du har mest uret - men sidst i svaret vil jeg medgive, at du alligevel har lidt ret.  

Kalcinering (med c) betyder kraftig opvarmning af et stof, så der sker en kemisk omdannelse uden smeltning.
Ordet er et gammelt alkymistord, og produktet kaldes "kalk".
"Brændt kalk" (CaO) opstår fx ved kalcinering af kalksten (CaCO₃). "Kalcineret soda" er vandfri Na₂CO₃, modsat den almindeligt solgte "krystalsoda", som købmanden tjener mere på, da der kun er 37% aktivt stof, men 73% vand (krystalvand). Hvis man kalcinerer aluminium opstår der Al₂O₃.
Betegnelsen kalcinering er håbløs, da de kemiske forbindelser, der opstår ved kalcinering er vidt forskellige - somme tider reagerer det opvarmede stof med luftens ilt, til andre tider bliver et mere kompliceret stof omdannet til et simplere plus et gasformigt biprodukt - og den forsvandt mere eller mindre af brug allerede under den kemiske revolution omkring år 1800, hvor man fik styr på begrebet grundstoffer og på sammensætningen af kemiske forbindelser.
Men vel at mærke er det kun et fags egentlige udøvere, der helt holder op med at bruge forældede fagtermer - hos procesingeniører, hvis kernefaglighed ligger et andet sted, er de næsten umulige at komme af med! Det er også dem, der holder liv i betegnelsen "alkali" for en base. Og naturligvis synes de, at "kalcinering", som er en opvarmningsproces af "et eller andet" i en reaktor, er en fornuftig fællesbetegnelse!

Til kernen i spørgsmålet:
Aluminiumfremstilling er en elektrolytisk proces og har intet med kalcinering at gøre!
Da hverken reaktant (aluminiumoxid), hjælpestof (kryolit), hovedproduktet (aluminium) eller biproduktet (oxygen) indeholder carbon, kan der ikke dannes CO₂ - og da slet ikke ved kalcinering.

Nu kommer jeg så til, at du alligevel har lidt ret:

Til elektrolysen bruges elektroder, og den der sænkes ned i smelten ovenfra, er typisk lavet af grafit (ren carbon, C). Det er ikke ønsket, men uundgåeligt, at den delvis reagerer med den producerede O₂, hvorved der altså dannes CO₂.
Elektroderne fortæres derved med rimelig konstant hastighed, hvilket imødegås ved at sænke dem længere ned i smelten - og med jævne mellemrum skal de så udskiftes.
Den reaktion kan man selvfølgelig godt kalde en kalcinering af carbon, da grafitten ikke opvarmes til sit smeltepunkt.
Og den betyder naturligvis også, at aluminiumfremstilling ikke er helt CO₂-neutral, selv om der anvendes vedvarende energi til elproduktionen.

[SuperClaus]

37% + 73% = 110%  Toyota krystalvand? 

[Morten Jødal]

37% + 73% = 110%

Ja ja da ... lad os nøjes med 63%. Der fordamper jo altid lidt