In Noorwegen, metaalproductie is goed voor ongeveer 10 procent van de uitstoot van broeikasgassen.

"Om de klimaatdoelen te helpen bereiken, de metaalindustrie moet haar uitstoot verlagen, " zegt Trine Asklund Larssen, die onlangs bij NTNU promoveerde op haar werk met mangaanerts.

De Noorse metaalproductie is nu al een van de schoonste die er is en zal in de toekomst nog schoner worden. Bij de vele maatregelen wordt onder meer gekeken naar de productie-impact van verschillende soorten erts.

"Een van de soorten metalen die we in Noorwegen produceren, zijn legeringen die mangaanmetaal bevatten, zegt Larssen.

Legeringen zijn mengsels van verschillende metalen die in veel verschillende toepassingen worden gebruikt. De mangaanlegeringen die in Noorwegen worden geproduceerd, worden meestal gebruikt als componenten bij de productie van staal. Ze maken het staal sterk en hard. Noorwegen exporteert bijna al deze productie.

Twee soorten erts vergelijken

"Ik heb twee soorten mangaanerts onderzocht - Comilog uit Gabon en Nchwaning uit Zuid-Afrika - om erachter te komen hoe groot de uitstoot van broeikasgassen is tijdens de metaalproductie.

De productie van mangaan vindt plaats in grote ovens, waar mangaanerts en koolstof in de vorm van cokes worden toegevoegd en verwarmd.

"De grondstoffen worden aangevoerd vanaf de bovenkant van de oven en de zwaartekracht zorgt ervoor dat ze naar beneden bewegen. Elektrische energie wordt geleverd via elektroden, wat betekent dat de temperatuur op de bodem van de oven erg hoog is, ’ legt Larssen uit.

Terwijl de grondstoffen de oven in gaan, ze smelten samen tot wat we slakken noemen. Helemaal onderaan de oven, de slak reageert met koolstof en produceert metaal.

Een paar reacties zijn de sleutel

"Er gebeuren veel reacties in de oven, maar een paar hebben een grote impact op het energieverbruik en de CO ₂ uitstoot. Bepaalde reacties tussen het erts en het gas in de oven zijn bijzonder belangrijk, ' zegt Larsen.

Het gas in de oven is grotendeels een mengsel van kooldioxide (CO ₂ ) en koolmonoxide (CO). Larssen kon de processen die in de oven plaatsvinden op kleinere schaal in het laboratorium nabootsen om te zien hoe verschillende warmte, gasinhoud, soorten en grootte van erts en verschillende andere factoren zijn van invloed op de emissies.

"We ontdekten dat de twee verschillende soorten erts zich heel anders gedroegen als ze werden verwarmd. Ze ondergingen verschillende reacties, die bij verschillende temperaturen en snelheden verliep en resulteerde in een verschillend energieverbruik tussen de twee ertsen. De twee ertsen creëren ook verschillende soorten uitlaatgassen wanneer ze worden gebruikt bij de productie van mangaan. ' zegt Larsen.

Het ene type schoner dan het andere

In het algemeen, Nchwaning-erts produceert een hogere uitstoot van broeikasgassen en een hoger energieverbruik in vergelijking met Comilog-erts. Het gas dat wordt geproduceerd met Nchwaning-erts bevat ook meer energie, die een hoger energieverbruik in de oven weerspiegelt.

"Voor beide ertsen, het energieverbruik en de uitstoot van broeikasgassen zijn lager als het gebruikte erts kleiner is, ' zegt Larsen.

De grootte van het erts is dus een andere factor. De onderzoeksresultaten kunnen ertoe bijdragen dat de sector de uitstoot verder kan terugdringen.

Bij het kiezen van erts voor de productie moet met veel overwegingen rekening worden gehouden. Deze omvatten het energieverbruik en de uitstoot van broeikasgassen, maar ook de productsamenstelling en last but not least de productieveiligheid. In het algemeen, de industrie moet een mengsel van verschillende ertsen gebruiken om aan deze vereisten te voldoen.

Larssen voerde haar promotieonderzoek uit in het onderzoekscentrum HighEFF. HighEFF bestaat uit partners uit veel verschillende industrieën, met als voornaamste doelstellingen het verhogen van de energie-efficiëntie en het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen.