Záběry červeného bahna valící se maďarskou vesničkou vzbudily hrůzu. Zprávy o mrtvých a raněných doprovázejí úvahy, zda ve vesnici ještě někdy půjde žít. Ale co se to vlastně vylilo z nádrže hliníkárny? Co je to toxické červené bahno (toxic red mud), o němž všichni mluví?
Jak víme, bahno uniklo z protržené hráze laguny, do níž proudil odpad z hliníkárny. Uniklo na milion kubických metrů kalu, který zaplavil území asi čtyřiceti kilometrů čtverečních, zabil osm lidí a zničil přes 280 domů. V postižené oblasti bude zřejmě nutné odtěžit zhruba dvoucentimetrovou vrstvu zeminy. Odstraňování škod potrvá podle některých zdrojů nejméně rok a bude stát téměř miliardu korun.
ALKALICKÉ LOUŽENÍ
Ačkoli hliník má největší procento zastoupení v zemské kůře, jeho výroba v průmyslovém měřítku začala teprve od roku 1859. Průmyslově se vyrábí z bauxitu. Jde o horninu, která obsahuje hydratované oxidy hliníku a také příměsi ve formě silikátů, jílů, usazenin, hydroxidů železa, dále malá množství oxidu titaničitého a stopy radioaktivních sloučenin, jako jsou sloučeniny uranu nebo thoria. Například hornina z obce Le Baux ve Francii, která dala bauxitu jméno, obsahuje 52 % Al2O3, 27 % Fe2O3, a 20,4 % H2O.
Z bauxitu se vyrábí hliník nejčastěji tzv. Bayerovou metodou. Postup je založen na reakci bauxitu s koncentrovaným louhem. Jemně mletý surový bauxit se ponoří do roztoku silné zásady - hydroxidu sodného za vysoké teploty a tlaku. Působení alkálií (NaOH, resp. Na2CO3) na rudu bauxitu reaguje oxid hlinitý na hlinitan sodný.
Loužená suspenze bauxitu obsahuje nerozpustné složky bauxitu, které jsou rozptýleny v roztoku hlinitanu sodného. V dalším kroku zpracování se odděluje roztok bohatý na hliník od pevné složky, označované jako červený kal, bahno (red mud). Oddělení zahrnuje jednotlivé operace na úpravu složení hlinitanového roztoku, oddělení kapalné a pevné fáze, promývání červeného kalu, jeho konečnou filtraci a řízenou filtraci hlinitanového roztoku.
Před konečnou filtrací červeného kalu se u Bayerova procesu provádí kaustifikace. Snižují se tím ztráty alkálií, které patří k hlavním surovinám, ovlivňujícím ekonomiku provozu, a také se tím poněkud snižuje pH červeného bahna.
V závislosti na původu, kvalitě a složení bauxitu se množství vyprodukovaného červeného bahna velmi liší - pohybuje se od zhruba 300 kg až po dvě tuny (vztaženo na tunu vstupní suroviny).
V dalším výrobním kroku se pak roztok hlinitanu sodného rozkládá a vylučuje se čistý hydroxid hlinitý. Ten se odfiltruje a alkalický roztok se po úpravách vrací zpět do procesu. Hydroxid hlinitý se pak při vysokých teplotách kalcinuje za účelem odstranění vody a proměny na suchý, čistý a nehygroskopický a-Al2O3 vhodný k výrobě kovového hliníku.
CO JE NA ČERVENÉM BAHNĚ TOXICKÉ
Červené bahno je složitá chemická polévka, vodnatý kal obsahující jemná zrnka hornin, solí a prvků a sloučenin. Jeho složení se liší podle původu bauxitu. Red mud získaný z tropických bauxitů je bohatý na železo, titan, hliník a křemík (poslední dva většinou ve formě hlinitokřemičitanů).
Charakteristická červená barva bahna je způsobena vysokým obsahem oxidů železa, konkrétně Fe2O3. Co se týče těžkých kovů, v bahně nalézáme stopy titanu nebo arsenu (může vykazovat také stopy radioaktivity). Obsahy těchto prvků však nejsou nijak dramatické, aby představovaly reálný problém. Železo ve formě Fe3O3 nelze považovat za nebezpečný těžký kov - jde o vcelku běžný minerál (hematit, krevel), používaný jako ruda železa nebo barvivo. To, co dělá bahno nebezpečným, je vysoký obsah louhu, použitého při rafinaci. pH bahna dosahuje hodnoty 13. Louh je tak silný, že je schopen zabíjet rostliny a zvířata a způsobuje popálení a poškození dýchacích cest, pokud se vdechují jeho výpary.
JAK NALOŽIT S BAHNEM
Většina rafinérii na světě odpad - červené bahno - shromažďuje v otevřených nádržích, aby se z něj odpařila voda. Když po mnoha letech vyschne, je skládkován, nebo solidifikován. Existují také technologie na snížení žíravosti bahna. Vysoké pH způsobené louhem se zmenšuje zředěním a reakcí s hydrogenuhličitanovým iontem nebo oxidem uhličitým.
Používá se protiproudé promývání, po němž následují techniky filtrace a chemické úpravy, což zajišťuje snížení obsahu vody v kalu. Zředěný louh z odvodnění je možné recyklovat ve výrobním procesu.
Rafinerie hliníku na východním pobřeží Austrálie využívají neutralizaci mořskou vodou, při které hořčík obsažený v mořské vodě reaguje s reziduálním hydroxidem sodným. Výsledkem je materiál zbavený alkálií, který je možno uložit, případně ho i rekultivovat vhodnými travami a dalšími druhy. V rafinérii Rio Tinto Alcan Refinery v Jonqui`ere (Kanada) používají pro odstranění vody z bahna silné kalolisy a sušení tuhého kalu. Společnost tak údajně ušetří až 90 % objemu skladovacího prostoru.
Bahno zbavené louhu má limitované využití jako pigment při výrobě cihel a betonu. Obsahuje také užitečné prvky, jako je železo, titan a zbytky hliníku. Jejich získávání však není příliš ekonomické a obvykle se nevyužívá. Zůstává tedy nebezpečný odpad s vysokým pH a obsahem vody, který se dlouhodobě skladuje v otevřených rezervoárech, kde vždy existuje nebezpečí úniků.
Vedení hliníkárny v Maďarsku evidentně a těžce zanedbalo své povinnosti při kontrole úložiště a technického stavu jeho hráze. Hliníkárna však neprodukovala nic nebezpečnějšího, než desítky a stovky podobných provozů, a k nakládání s odpady z výroby přistupovala rovněž podobně - tak jako mnozí jiní všude po světě.
Zdroj: CBC News, VŠCHT
HLINÍK A BAUXIT
Světové zásoby bauxitů jsou hodnoceny na zhruba 50 bilionů tun.
Jedna tuna hliníku se získává ze čtyř až šesti tun bauxitu.
Současná světová výrobní kapacita hliníku z bauxitů se odhaduje na 130 milionů tun za rok
Z tohoto množství se 123 milionů tun použije na výrobu Al2O3 metalurgické jakosti a 7 milionů tun pro speciální účely.
V těžbě bauxitu dominuje pět zemí: Austrálie, Guinea, Jamajka, Brazílie a Čína.
