El cicle de vida de l'alumini d'un cop d'ull
L'alumini és el metall més abundant a l'escorça terrestre, però no es troba en forma metàl·lica a la natura. El cicle de vida té cinc etapes: extracció de mineral de bauxita, refinament en alúmina, fosa d'alúmina en metall d'alumini primari, fabricació de productes i recuperació del metall al final de la vida mitjançant el reciclatge. Cada etapa té un perfil mediambiental diferent i l'estratègia de sostenibilitat de la indústria és reduir els impactes a la part frontal i maximitzar la recuperació a la part posterior.
Mineria i refinació de bauxita
La bauxita és el mineral a partir del qual es produeix l'alumini i s'extreu a cel obert a les regions tropicals i subtropicals. La mineria elimina la terra vegetal i la vegetació, de manera que els operadors responsables han de planificar la rehabilitació del sòl des del principi, restaurant la vegetació i perfilant el terreny després de l'extracció. Les principals preocupacions ambientals són la pertorbació del sòl, la pols i la gestió dels residus del procés.
El mineral es refina en alúmina, òxid d'alumini, pel procés Bayer: la bauxita es digereix amb sosa càustica a temperatures i pressió elevades, l'alúmina dissolta es precipita i es calcina i el residu insoluble, comunament anomenat fang vermell, s'emmagatzema en dipòsits gestionats amb cura. La indústria ha invertit molt en la gestió de residus, l'apilament en sec i la reutilització de residus en materials de construcció com el ciment, reduint tant la petjada com la demanda d'aigua del refinament.
Funció: l'etapa-intensiva d'energia
L'alumini primari es produeix per electròlisi, el procés Hall-Heroult, en què l'alúmina es dissol en criolita fosa i es redueix a metall amb un gran corrent elèctric. La fosa és l'etapa més-energètica del cicle de vida i històricament la font més gran d'emissions de gasos d'efecte hivernacle-, inclosos els compostos de perfluorocarboni alliberats quan el procés es veu alterat.
Les principals palanques per reduir les emissions de la fosa són augmentar la quota d'electricitat renovable, millorar el control de les cèl·lules per evitar pertorbacions del procés i desenvolupar noves tecnologies cel·lulars. La tecnologia d'ànodes inerts, que substitueix els ànodes de carboni per materials no-consumibles, està en desenvolupament comercial i promet eliminar les emissions directes de carboni i les emissions de perfluorocarbons de les cèl·lules convencionals. L'hidrogen verd també s'ha estudiat com a portador d'energia per a parts de la cadena del procés.
Fase de fabricació i ús
Després de la fosa, l'alumini s'alia, es col·loca i es processa en làmines, plaques, làmines, extrusions, peces forjades i peces de fosa. La fase d'ús és on es realitza el valor lleuger de l'alumini: en vehicles, avions, edificis i envasos, la combinació del metall de resistència, resistència a la corrosió i baixa densitat redueix el consum d'energia durant la vida útil del producte. Aquest benefici de la fase d'ús-és la raó per la qual les avaluacions del cicle de vida dels productes d'alumini sovint mostren guanys ambientals nets, fins i tot quan la producció consumeix-energia.
Reciclatge i Circularitat
El reciclatge és l'avantatge que defineix l'alumini. Una xifra citada habitualment és que la producció d'alumini secundari requereix aproximadament el 5% de l'energia de la producció primària, i el valor exacte varia amb la qualitat i el procés de la ferralla. Com que l'alumini no perd les seves propietats quan es torna a fondre, es pot reciclar indefinidament i el metall recuperat d'una generació de productes es converteix en la matèria primera de la següent.
L'oferta de ferralla està creixent a mesura que més productes post-consum arriben al final de la vida útil i les tecnologies de classificació millorades separen els aliatges amb una gran precisió. Els sistemes de recollida, els sistemes de dipòsit i el disseny-per a-les normes de reciclatge, com els del marc europeu d'economia circular, estan augmentant les taxes de recuperació. Els reptes restants són productes prims i laminats, com ara paper d'alumini i envasos recoberts, on l'economia de recollida i separació determinen quant metall es recupera realment.
Recuperació al final-de-vida
Al final de la vida útil, l'alumini es recupera de la demolició, els vehicles, l'embalatge, l'electrònica i cada cop més d'infraestructures d'energies renovables-com ara components d'aerogeneradors. Les taxes de recuperació varien segons el producte: les llaunes de begudes i els components de l'edifici es recuperen a índexs elevats, mentre que els petits productes barrejats en corrents de residus són més difícils de capturar. La millora de les pràctiques de desmantellament i trituració, juntament amb l'augment dels preus dels metalls, continuen fent tornar més alumini al cicle del material.
Preguntes freqüents
P: Què és el procés de Bayer?
R: El procés Bayer és el mètode estàndard per refinar la bauxita en alúmina: el mineral es digereix amb sosa càustica a temperatura i pressió elevades, i l'òxid d'alumini dissolt es precipita, es renta i es calcina en pols d'alúmina.
P: Quanta energia estalvia el reciclatge d'alumini?
R: Una estimació que es cita habitualment és que el reciclatge de l'alumini només requereix aproximadament un 5% de l'energia de la producció primària, la qual cosa fa que la recuperació de ferralla sigui la palanca d'estalvi d'energia més gran-del cicle de vida.
P: Es pot reciclar l'alumini indefinidament?
A: Sí. L'alumini no es degrada quan es torna a fondre, de manera que es pot reciclar una i altra vegada sense pèrdua de qualitat, per això es descriu com infinitament reciclable.
P: Què és el fang vermell?
R: El fang vermell és el residu insoluble que queda després de la digestió de la bauxita en el procés Bayer. S'emmagatzema en dipòsits gestionats i la indústria està ampliant la seva reutilització en ciment i materials de construcció.
P: Què és la tecnologia d'ànode inert?
R: Els ànodes inerts substitueixen els ànodes de carboni de les cèl·lules d'electròlisi convencionals per materials no-consumibles, eliminant les emissions directes de carboni i les emissions de perfluorocarbons durant la fosa. La tecnologia està en desenvolupament comercial.
