Trine Asklund Larssen ha estudiado cómo los diferentes tipos de minerales en la producción de metales afectan el uso de energía y las emisiones. Crédito:Vincent Canaguier, SINTEF
En Noruega, La producción de metales representa alrededor del 10 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero.
"Para ayudar a alcanzar los objetivos climáticos, la industria del metal necesita reducir sus emisiones, "dice Trine Asklund Larssen, quien recientemente recibió su doctorado en NTNU por su trabajo con mineral de manganeso.
La producción de metales noruega ya se encuentra entre las más limpias que existen y será aún más limpia en el futuro. Las muchas medidas incluyen observar los impactos en la producción de diferentes tipos de mineral.
"Uno de los tipos de metales que producimos en Noruega son las aleaciones que contienen metal manganeso, dice Larssen.
Las aleaciones son mezclas de varios metales que se utilizan en muchas aplicaciones diferentes. Las aleaciones de manganeso producidas en Noruega se utilizan principalmente como componentes en la producción de acero. Hacen que el acero sea fuerte y duro. Noruega exporta casi toda esta producción.
Comparando dos tipos de mineral
"Investigué dos tipos de mineral de manganeso, Comilog de Gabón y Nchwaning de Sudáfrica, para descubrir que las grandes emisiones de gases de efecto invernadero se producen durante la producción de metales.
La producción de manganeso se realiza en grandes hornos, donde se añaden y calientan mineral de manganeso y carbono en forma de coque.
Para la mayoría de nosotros todos los tipos de mena se ven más o menos iguales. Pero ese no es el caso. Crédito:Trine Asklund Larssen, NTNU / SINTEF
"Las materias primas se alimentan desde la parte superior del horno y la gravedad hace que se muevan hacia abajo. La energía eléctrica se suministra a través de electrodos, lo que significa que la temperatura en la parte inferior del horno es muy alta, "Explica Larssen.
A medida que las materias primas bajan al horno, se funden en lo que llamamos escoria. En el fondo del horno, la escoria reacciona con el carbono y produce metal.
Algunas reacciones son clave
"Suceden muchas reacciones en el horno, pero algunos de ellos tienen un gran impacto en el consumo de energía y el CO 2 emisiones. Ciertas reacciones entre el mineral y el gas que se encuentran en el horno son particularmente importantes, "Dice Larssen.
El gas en el horno es en gran parte una mezcla de dióxido de carbono (CO 2 ) y monóxido de carbono (CO). Larssen pudo imitar los procesos que tienen lugar en el horno a menor escala en el laboratorio para ver cómo el calor, contenido de gas, tipos y tamaño de mineral y varios otros factores afectan las emisiones.
"Descubrimos que los dos tipos diferentes de mineral se comportaban de manera muy diferente cuando se calentaban. Se sometían a varias reacciones, que procedió a diferentes temperaturas y velocidades y dio como resultado un consumo de energía diferente entre los dos minerales. Los dos minerales también crean diferentes tipos de gases de escape cuando se utilizan en la producción de manganeso. "dice Larssen.
La ilustración muestra un horno que produce aleaciones de manganeso. Crédito:Trine Asklund Larssen, NTNU / SINTEF
Un tipo más limpio que el otro
En general, El mineral Nchwaning produce mayores emisiones de gases de efecto invernadero y un mayor consumo de energía en comparación con el mineral Comilog. El gas producido con el mineral Nchwaning también contiene más energía, lo que refleja un mayor consumo de energía en el horno.
"Para ambos minerales, el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero son menores si el mineral utilizado es de menor tamaño, "dice Larssen.
El tamaño del mineral es, por tanto, otro factor. Los resultados del estudio podrían contribuir a que el sector pueda reducir aún más las emisiones.
Hay muchas reacciones en la estufa, pero solo unos pocos tienen un gran impacto en el consumo de energía y las emisiones, Dice Trine Asklund Larssen. Crédito:Vincent Canaguier, SINTEF
La elección del mineral para la producción implica tener en cuenta muchas consideraciones. Estos incluyen el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero, pero también la composición del producto y, por último, pero no menos importante, la seguridad de la producción. En general, la industria necesita usar una mezcla de diferentes minerales para cumplir con estos requisitos.
Larssen llevó a cabo su proyecto de doctorado como parte del centro de investigación HighEFF. HighEFF está formado por socios de muchas industrias diferentes, con los principales objetivos de aumentar la eficiencia energética y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
