Njemačka razvija novi proces za proizvodnju legura izravno iz metalnih oksida

Njemački istraživači izvijestili su u posljednjem izdanju britanskog časopisa Nature da su razvili novi proces taljenja legure koji može pretvoriti čvrste metalne okside u legure u obliku blokova u jednom koraku. Tehnologija ne zahtijeva topljenje i miješanje metala nakon što je ekstrahiran, što pomaže u smanjenju emisija stakleničkih plinova i uštedi energije.

Istraživači s Instituta Max Planck za održive materijale u Njemačkoj koristili su vodik umjesto ugljika kao redukcijsko sredstvo za izdvajanje metala i formiranje legure na temperaturama daleko ispod tališta metala, te su u eksperimentima uspješno proizveli legure niske ekspanzije. Legure niske ekspanzije sastoje se od 64% željeza i 36% nikla i mogu zadržati svoj volumen unutar širokog temperaturnog raspona, što ih čini širokom primjenom u industriji.

Istraživači su pomiješali okside željeza i nikla u potrebnom omjeru za legure niske ekspanzije, ravnomjerno ih samljeli kuglastim mlinom i prešali u male okrugle kolače. Zatim su kolače zagrijali u peći na 700 stupnjeva Celzija i uveli vodik. Temperatura nije bila dovoljno visoka da rastali željezo ili nikal, ali je bila dovoljno visoka da reducira metal. Ispitivanja su pokazala da obrađeni metal u obliku bloka ima tipične karakteristike legura niske ekspanzije i ima bolja mehanička svojstva zbog male veličine zrna. Budući da je gotov proizvod bio u obliku bloka, a ne praha ili nanočestica, bilo ga je lako lijevati i obrađivati.

Tradicionalno taljenje legura uključuje tri koraka: prvo se metalni oksidi u rudi reduciraju u metal pomoću ugljika, zatim se metal dekarbonizira i različiti metali se tope i miješaju, i na kraju se provodi toplinsko-mehanička obrada kako bi se prilagodila mikrostruktura legure kako bi joj se dala specifična svojstva. Ovi koraci troše ogromne količine energije, a proces korištenja ugljika za redukciju metala proizvodi velike količine ugljičnog dioksida. Emisije ugljika iz metalne industrije čine oko 10% ukupne svjetske emisije.

Istraživači su rekli da je nusprodukt korištenja vodika za smanjenje metala voda, s nultom emisijom ugljika, te da jednostavan proces ima ogroman potencijal za uštedu energije. Međutim, u eksperimentima su korišteni oksidi željeza i nikla visoke čistoće i učinkovitosti


Vrijeme objave: 25. rujna 2024