fbpx

Parę dni temu do mediów społecznościowych trafiło „doniesienie”, zwracające uwagę na kapsułki z kawą, ilości odpadów powstających przy produkcji aluminium i związki obecne w kapsułkach[1]. Pomijając zasadność, że jest to mało ekologiczne rozwiązanie ze względu na względnie wysoką stabilność produktu, jakim jest kawa – niestety reszta treści nie ma żadnego pokrycia w rzeczywistości, a materiał został udostępniony przez ponad prawie 10 tys. osób, szerząc tym samym sporo kłamstw. 

Poniżej można się zapoznać z merytorycznym omówieniem procesu otrzymywania aluminium oraz jaki jest związek między furanami a aluminium – na końcu znajduje się zestaw pytań i odpowiedzi (Q&A) wraz z ustosunkowaniem się do powyższego “doniesienia”.

Metalurgia aluminium – skąd się bierze aluminium?

Na dzień dzisiejszy głównym źródłem aluminium  jest tzw. boksyt[2]. Jest to skała ilasta o dużej zawartości wodorotlenku/tlenku glinu pod różnymi postaciami. W takiej skale znajdziemy gibbsyt (Al(OH)3), bemit (γ-AlO(OH)), i diasporę (α-AlO(OH)). Inne minerały, które możemy tam spotkać to m.in.: Geothyt (FeO(OH)), hematyt (Fe2O3), glina mineralna aluminiowa, zwana kaolinitem (Al2Si2O5(OH)) oraz nieznaczne ilości anatazu (TiO2) i ilmenitu (FeTiO3 lub FeO.TiO2) [3]. Jeżeli chodzi o udział procentowy, to:

  • ponad 30% stanowią zazwyczaj minerały zawierające glin [4], 
  • ponad 30% minerały zawierające żelazo [4], 
  • ok. 10% – minerały zawierające krzem [4],
  • ok. 2% -minerały zawierające tytan [4],
  • reszta to tzw. LOI (ang. loss of ignition) – czyli masa, która ulega spaleniu podczas oczyszczania rudy[4]. 
  • pierwiastki śladowe, czyli takie, których ilość w rudzie wynosi mniej niż 0,1% [5]. 

Jak widać, w samej skale nie ma pierwiastków, o których mowa w “doniesieniu”[1]. Proces ekstrakcji aluminium jest realizowany przy użyciu gorącej sody kaustycznej (tj. wodorotlenku sodu – NaOH) w warunkach podwyższonego ciśnienia (0,3- 2,5 MPa, tj. od 3 do 25 „atmosfer”), która rozpuszcza nam minerały zawierające aluminium[2,3]. Reszta, która stanowi część nierozpuszczalną stanowi możliwy do usunięcia osad. Reakcja rozpuszczania jest odwracalna, dzięki czemu po schłodzeniu wytrącają się kryształy wodorotlenku glinu, które to dalej się osusza i praży celem uzyskania tlenku glinu. Schemat został przedstawiony na Rys. 1, na którym nie ma zaznaczonego procesu usuwania krzemu (ang. desilication), który jest stosowany kiedy w rudzie występują znaczące ilości minerałów krzemowych, takich jak kwarce i kaolin [3].

Otrzymywanie Al2O3 metodą Bayera
Rys. 1 Otrzymywanie Al2O3 metodą Bayera[2]

Usunięcie tlenu następuję przy użyciu elektrolizy, gdzie elektrolitem jest stopiony kriolit (Na3AlF6) o stężeniu do 10% w temperaturze 950-1000 stopni. Co istotne – otrzymanie jednego kilograma aluminium wymaga zużycia ok. 15 kWh. Jest to proces bardzo energochłonny, dlatego recykling aluminium jest bardzo ważny. Na Rys.2 z kolei przedstawiono schemat wykorzystania finalnego wyrobu z rudy boksytu.

 Schemat wytwarzania aluminium i jego stopów
Rys.2. Schemat wytwarzania aluminium i jego stopów[2]

Co z odpadami z produkcji aluminium?

Generalnie soda kaustyczna jest odzyskiwana do ponownego wykorzystania [3]. Jeżeli chodzi o typowy odpad, to na każdą tonę aluminium powstaje 1-1,5 tony odpadu boksytowego[6], który składa się głównie z tlenku żelaza (nawet do 60%), a także tlenków glinu, tytanu, wapnia, sodu i krzemu [8]. Odpad ten cechuje się wysoką zasadowością (pH rzędu 10-13), stąd stanowi on problem środowiskowy. Niemniej, na dzień dzisiejszy odpad ten jest składowany, a pewna jego część jest wykorzystywana do produkcji cementu [9], w budowie dróg [10], oraz jako źródło żelaza [8]. 

Furany i aluminium

Furan z aluminium ma wspólny mianownik w technologiach odlewniczych. Furan stanowi składnik żywic/mas odlewniczych stosowanych w produkcji małoseryjnej. Na Rys. 3 jest przedstawiona forma piaskowa, w której lepiszczem jest właśnie żywica furanowa. A to oznacza, że w przypadku tłoczenia opakowań aluminiowych furan i jego pochodne nie są wprowadzane do produktu. Niemniej, furany są obecne w żywności obrabianej termicznie naturalnie, aczkolwiek w „doniesieniu” wg mnie nie o to chodziło[11]

Forma do odlewów, w której żywica furanowa stanowi lepiszcze dla masy piaskowej
Rys. 3 Forma do odlewów, w której żywica furanowa stanowi lepiszcze dla masy piaskowej[12]

Q&A

Czy produkcja aluminium jest nieekologiczna? 

Produkcja aluminium zużywa duże ilości energii (15 kWh na 1 kg surowca[2]), ze względu na duże temperatury procesów uzyskiwania aluminium. Z tego powodu bardzo istotne jest, ażeby poddawać recyklingowi każdą ilość aluminium. Dochodzi do tego powstawanie odpadów o odczynie silnie zasadowym, które muszą być gdzieś składowane (chociaż część odpadów jest ponownie wykorzystywana).

Czy w ramach produkcji aluminium powstają aż 4 tony odpadu w postaci arsenu, tytanu, chromu, ołowiu, wanadu i rtęci?

Jest to bzdura z 3 powodów. Po pierwsze, produkcja 1 tony aluminium generuje 1-1,5 tony odpadu. Po drugie, odpad ten stanowi mieszanina tlenków żelaza, glinu, sodu, krzemu, wapnia i tytanu. Po trzecie, wartość niektórych z ww. pierwiastków jest zdecydowanie wyższa od aluminium, więc to raczej aluminium byłoby odpadem przy ich produkcji 😉

A co z furanami?

Furany, a konkretniej żywice furanowe są wykorzystywane w produkcji małoseryjnych form odlewniczych. Kapsułki z kawą są z kolei produkowane metodą tłoczenia, a to oznacza, że opakowania podczas produkcji nie mają żadnego kontaktu z furanami. Jeżeli chodzi o furany w kawie, to pojawiają się one tam naturalnie na skutek procesu prażenia kawy, jednak wg mnie autorkom „doniesienia” nie o to chodziło.

Co sądzisz o kapsułkach do kawy?

Kapsułki do kawy są oczywiście rozwiązaniem bardzo nieekologicznym – już 10 lat temu ich produkcja szła w dziesiątkach miliardów sztuk rocznie, co oznacza dziesiątki tys. ton odpadów, które mogą stanowić 0,05% światowej produkcji aluminium [13-15]. W zamian za to otrzymujemy “powtarzalność” oraz wygodę, co jak dla mnie jest nieakceptowalne.

Niemniej nie rozumiem potrzeby wprowadzania ludzi w błąd, co do konsekwencji z rozwiązania. Przykre jest, że tak nierzetelne informacje rzucone raz w sieć są udostępniane i powtarzane przez tysiące ludzi doprowadzając do sytuacji, gdzie kłamstwa stają się prawdą. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku butelek PET i bisfenolu A, który nigdy w nich nie był i nie będzie obecny – o czym możecie przeczytać tutaj. Niestety wiele takich kłamstw jest tworzonych i powtarzanych w dziedzinach okołoekologicznych i odpadowych robiąc więcej szkód niż pożytku.

Na zakończenie chciałbym zamieścić obrazek, który stanowi smutne podsumowanie dzisiejszych czasów.

Literatura

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Close