I en av laboratoriehallene til SINTEF Materialer og kjemi på Gløshaugen, troner en fire meter lang sølvfarget innretning.
Foreløpig ser den ganske så uferdig ut. Det mangler sammenkoblinger av både rør og ledninger, og "lokket" ligger foreløpig på gulvet og skal først monteres på til våren.
Likevel: Dette er maskinen der flytende, urent aluminium skal kunne helles inn fra toppen, gjennomgå en renseprosess og så komme ut igjen to veier: Som rent, smeltet aluminium og som forurenset aluminium.
I flere prosjekt verden over har man forsøkt å få til en slik resirkulering uten å lykkes. Forskerne på SINTEF kjenner i hvert fall ingen publiserte data rundt suksess. Så nå prøver de selv. I over ti år har de jobbet med maskinen som skal kunne resirkulere og raffinere forurenset aluminium. I mai vil de vite om de har lyktes.
Utstyret
I venstre del av mastodonten sitter selve rensesystemet: Gjennom et loddrett rør polstret med isolasjon skal smeltet aluminium på rundt 660 grader Celsius helles inn, og fordele seg i en vannrett kanal like under.
Hele utstyret tippes så litt opp, og en stor, roterende skrue i grafitt skyver så de størknede krystallene og det reneste aluminiumet oppover til det varmeste punktet, hvor forurensingene skilles ut underveis på grunn av temperaturstigningen.
Imens vil den mer skitne delen samle seg i andre enden der temperaturen vil ligge på rundt 650 grader. I dag er skruen trukket ut av maskinen og befinner seg i vogna/sklien som danner høyre side av mastodonten.
Cirka 40 termoelement er montert rundt om i maskinen og skal sikre at forskerne har full kontroll på temperaturen.
|
| Faksimile fra Donald Duck viser at Petter Smart hadde ideen om en resirkuleringsmaskin for mange år siden |
Hensikten
I dag resirkuleres 9,9 millioner tonn brukt skrap i verden. I årene framover regner man med at det blir mer tilgang på skrap fra bygningsmassen som etter femti-seksti år nå har endt sin livssyklus.
– Hydro har et mål om å øke resirkuleringen, og å resirkulere en million tonn aluminium innen 2020. Derfor har de støttet oss finansielt i dette prosjektet i over ti år, forteller Anne Kvithyld på SINTEF. - I dag kjøper Hydro inn skrap fra skraphandlere i tillegg til at de har eget skrap. Men når en pall med aluminiumsskrap kommer inn, er dette i form av blandinger.
Ofte er jern blandet inn. Noe lar seg fjerne ved hjelp av store magneter, men mye blir også igjen. Denne ureine smelten kan brukes i produkter med lavere krav til renhet – som til enkelte bildeler, men ikke til en aluminiumsfolie på kjøkkenet som krever veldig rent metall. Det er viktig for Hydro å kunne ta ut slike rene produkter fra brukt skrap.
For hver gang metallet resirkuleres, øker andelen av de uønskede elementene i smelten, og industrien får såpass store problemer at de av og til må tynne smelten ut med ren aluminium for ikke å ende opp i "søppellegeringer", men komme ned på et akseptabelt nivå.
– Raffineringsovnen vår kan – om alt går som det skal - "reversere" dette. Vi kan få uønskede forurensinger som jern, skilt ut i den skitne enden og ren aluminium ut fra den rene enden- like ren som den var i utgangspunktet. Vi kan til og med gjøre den renere enn dette, men da må vi ta den økonomiske siden med i bildet, sier forsker og kollega til Kvithyld, Arne Nordmark.
Historien bak
Det var Christian Simensen og hans kolleger ved SINTEF Materialer og kjemi i Oslo som startet opp arbeidet for over ti år siden. Simensen jobbet for det australske selskapet Comalco ltd. I årene 1988-1989, og var med forsøk rundt rensing av aluminiumsmelter i pilotskala i et samarbeid mellom Comalco ltd. og CSIRO.
– Forsøkene var vellykkede, forteller Simensen i dag, - og de framstilte aluminium med høy renhetsgrad. Men i etterkant bygget Conalco en apparatur i full skala, og dette mislyktes fordi materialene i ovnen var for dårlige. Ovnen seg ned og ovnsoverflaten korroderte noe og forurenset smelten. Det førte til at selskapet stoppet forsøkene.
SINTEFs apparatur er forskjellig fra Comalcos, men prinsippet som anvendes er det samme dvs. Pattinson-prosessen oppfunnet i 1833.
The same shit
Anne Kvithyld sitt arbeidsfelt er resirkulering av aluminium. Hun vet at man aldri kan bli kvitt forurensingene i et metall: det som puttes inn i en renseprosess kan bare fordeles ut på ulike måter.
– Slik er det også i renseprosessen vi jobber med nå: Putter vi inn aluminium med 2% jern, vil det fortsatt være 2% i smelten når den kommer ut, men vi kan velge å få ut 1,9% jern i "den skitne siden" og 0,1% på den rene siden, eller 1,5% på dem skitne og 0,5% på den rene.
Alt avhenger av hvordan prosessen kjøres. Vi kan til og med resirkulere for å framstille helt rein aluminium. Men per i dag er det viktigste å oppgradere aluminium til noe som kan brukes videre, og motivasjonen ligger mer på å kunne sortere ut akkurat passe av urenheter.
Test i vår
Forskerne er nå inne i sitt siste prosjektår med egenfinansiering og støtte fra Forskningsrådet og Hydro. Under den store testen i mai måned, skal det fylles på 50 kilo ureint aluminium som så tappes ut i rein og skitten ende- og analyseres i ettertid.
– Veien videre vil avhenge av testen, sier Arne Nordmark. – Vi må blant annet finne en balanse imellom prosentvis renhet og tidsbruk. Jo mer tid vi bruker i prosessen, dess renere blir materialet.
– Ja, vi er spente, tilføyer Anne Kvithyld, og det hadde utvilsomt vært artig om vi etter testen kunne ha konkludert som Petter Smart: "Som du ser, går det som en lek!"
