A projekt eredményei jelentősen javíthatják a vörösiszap (bauxit­maradvány, bauxit residue) mint másod­nyersanyag megítélését. A bauxit­maradvány elő­semlegesítése lehetősé­get biztosít az anyag feldolgozására, emellett a káros környezeti hatás is csökkenthető. A kinyert vas-oxid-dúsítmány vasérc­helyettesítő anyagként történő fel­használá­sához vasműi kísérletek lennének szükségesek, de a magyar vasgyártás válsága, majd leállítása erre nem nyújtott lehetőséget. A bauxit­maradvány beton­gyártásban való felhasználása ugyanakkor komoly lehetőségeket rejt.

A Martin Metals Kft. bauxit­maradványt felhasználó betonkeverő telepe. A termék hasznosítása beton­járdaként és elektromos autók töltőállomásán.

Az egyetemi és kutató­­intézeti vizsgálatok kellő alapot biztosítanak a ritkaföld­­­fémek kinyeréséhez. A bioleaching technológiák­­ban jelentős lehetőségek kínálkoznak a különböző hulladékokból történő haszon­anyagok, fémek kinyerésére. A klíma­­kamrás és termőföldi kísérletek bizonyították a bauxit­maradvány termés­növelő hatását lágy és fás szárú teszt­növények esetében. A ritkaföld­fémek kinyeré­se számottevő befektetést igényel, de meg­alapozhatja a bauxit­maradvány nyersanyag­bázisként való kiaknázá­sát. Az építő­anyagra, kötő­anyagra lét­re­hozott gyártó­eszközök üzemeltetése mintegy 35 fő számára biztosíthat mun­kalehetőséget.

A projekt eredményeképpen csökkenhet a bauxitmaradvány mennyisége, a tározók fenntartási költsége, és a környező lakosság katasztrófa után kialakult lelki terhei. A tágabb környezetben az újrahasznosítással javulhat az ipar, az építőipar és a mezőgazdaság teljesítménye. A konzorciumi tagok az alábbi eredményeket érték el az ötéves tevékenységük során.

A Golder Zrt. eredményei

Különböző modellrendszerek (GoldSet, Phreeqc) alkalmazásával számszerűsítették a környezeti hatásokat, és megvizsgálták a tervezett hasznosítási módszerek hatásait. Öt külön­böző forgatókönyv környezeti, társadalmi és gazdasági tényezőit vizsgálták meg. A Golder Zrt. által kifejlesztett modell (GoldSet) segítségével vizsgálták a ritkaföldfém- és vasérckinyerés, illetve az építőipari vagy mező­gazdasági felhasználás következményeit.

A Golder Zrt. megvalósítható­sági tanulmányt állított össze, reziliencia­vizsgálatot és karbon­lábnyom-meg­határozást végzett. A bauxit­maradvány megfelelő felhaszná­lása számos környezeti, gazdasági és teljesítménybeli előnnyel jár, ilyen a természeti erő­források megőrzése, a kitermelési tevékenysé­gekből eredő levegő- és vízszennyezés, az üvegház­hatású gázok kibocsátása, a termelési költségek és a fel­használt területek csökkenése, illetve a tájsebek felszámolása. Ez segíti a bauxit­maradvány fenntartható kezelését, amely az anyag teljes életciklusa során az emberi egészségre és a környezetre gyakorolt hatások csökkentését célozza.

A Geovol Kft. eredményei

A Geovol Tömegáru Fuvarozó és Földmunkavégző Kft. jelentős feladatokat végzett az Ajka-Kolontár bauxitmaradvány-kazetták működtetésében, és komoly tapasztalatokat szerzett a megkezdett rekultivációban, az ideiglenes és végleges tározók működtetésében, illetve a hulladéktestből származó lúgos folyadékok kezelésében.

A tározóban vizsgált területen a lúgosság értékeinek változásai a semlegesítés hatására (a fehérrel jelölt területek kútjai mérésre alkalmatlanok voltak).

A cég által kifejlesztett kísérleti reaktor lehetővé tette a bauxit­maradvány semlegesítését. Ebben a berendezésben határozták meg a bauxit­maradvány feldolgozható­sága szem­pontjából kiemelt jelentőségű pH-csökkentés elérhető elméleti értékeit. A hatósági engedélyezés után adagoló­kutakat és monitoring­kutakat építettek ki az engedélyezett X-es számú kazetta déli részén. A mélységi vizsgálatoknál periodi­kusan magas szén-dioxid-tartalmú folyadékot adagoltak be a perforált kutakba, a semlegesítő folyadék így a bauxit­maradvány-hulladék­testbe jutott. Az eredmények szerint a hulladéktest­rész lúgossága csökkent, ami lehetőséget biztosít a hulladék feldolgozására.

A Martin Metals Kft. eredményei

A vastartalom kinyerése

Az ajkai bauxitmaradványban jelentős arányban (35–40%) található vas-oxid (hematit) nem mágnesezhető, de alacsony hőmérsékletű (500–550 ºC) szénnel végzett redukcióval át­alakítható magnetitté, ami mágnessel szeparálható. A kinyert dúsítmány vas-oxid-tartalma 65–80 százalék, ami ugyan nem jobb, mint a vasérc, de használható.

Az ívkemencével végzett kísérletekben is a vasércet megközelítő dúsítmányt sikerült előállítani. A bauxit­dúsítmányban 5–10 százalék alumínium is marad, ami rontja a fel­használható­ságot. Jelenleg a kinyerés költségei is magasabbak, mint a vasérc ára. Ugyanakkor a jövőben a bauxit­maradvány a kidolgozott eljárások révén hasznossá válhat.

Építőipari másodnyersanyagként történő hasznosítás

A kutatás másik iránya, az építőipari hasznosítás, megvalósult termelő­beruházásokhoz vezetett.

Anyagtároló és adagolósor a kalcináló kemencével.

A bauxitmaradvány helyettesítheti a kavicsot és a homokot, alumínium-oxid-tartalmának köszönhetően pedig cement­megtakarítást eredményez a beton­gyártásban. Megvalósult egy pilotgyártó sor a kalcium-aluminát cement-bauxit­maradvány adalékkal történő gyártására, ami a tűzálló és gyorskötő cement gyártásában hasznosítható. A betongyár az inotai (Várpalota) ipartelepen található, a Martin Metals e célból épült csóri fióktelepén. A termelés a kísérleti üzem után októberben kezdődött el.

A Bay Zoltán Nonprofit Kft. eredményei

A Bay Zoltán Nonprofit Kft. Bio­technológiai Divíziója öt kutatási feladat megvalósítását végezte. Igazolták a Shewanella baktériumok vas­redukáló képességét a vörösiszap­mintákon, tejipari mellék­termékek hasznosítása mellett. A baktériumok alkalmasak voltak a vas­redukcióra, de a magnetit­szintézisre nem. Növényi kivonatok alkalmazásával sikeresen állítottak elő magnetitet vörösiszapból. A vörösiszapból kioldott vas leválasztá­sá­hoz szulfát­redukáló baktériumokat alkalmaztak. A folyamatos fém­leválasz­tás­hoz fluidágyas reaktort építettek.

Fluidágyas reaktor.

A berendezéssel több mint 500 napig működő mikrobiológiai fémleválasztást valósítottak meg, így a technológia méretnövelése lehetővé vált. A vörösiszapból kioldható fémionok megkötésére bioszorbens anyagokat is vizsgáltak. A kétértékű fémionok megkötésére élesztősejteket, illetve növényekből előállított bioszorbenseket tudtak alkalmazni. A vörösiszap szkandiumtartalmának kinyerésére a biológiai megoldások önmagukban sikertelennek bizonyultak, ezért végül olyan kémiai technológiai eljárási sort dolgoztak ki és valósítottak meg, amely a vörösiszap komplex hasznosítását tűzte ki célul. A vörösiszap feldolgozása az értékes elemek (titán, szkandium) mellett a keletkező magas kalcium- és alumíniumtartalmú melléktermékek kinyerésére is alkalmasnak bizonyult.

A Pannon Egyetem eredményei

Építőipari fejlesztések

A vizsgálatok során kerámia-agyagmasszák készültek, amelyek bauxit­maradvány-tartalmát 5–40 százalék (m/m) között változtatták. A bauxit­maradvány-adagolás nagyobb mennyi­ség­ben sem jelent gyártás­technológiai problémát, sőt javítja a masszák képlékenysé­gét és csökkenti a zsugorodást. Az égetéskor elért nyomó­szilárdság több mint a kétszeresére nőtt.

Laboratóriumi vizsgálatokat végeztek cement­habarcs próbatestek előállítására, és betonozási kísérleteket is folytat­tak tényleges beton­burkolatok gyártása céljából. A cement­habarcs próbatestek előállításakor megállapítható volt, hogy az adalékolás 20 százalék (m/m)-os mértékben nem rontja a szilárdsági értékeket. Sőt mind a hajlító-, mind a nyomó­­szilárdság javult. Az OPC-től (ordinary portland cement – hagyományos portland cement) eltérő sajátságú anyag­rendszerrel, alkáli aktivált cementekkel (geo­polimerek­kel) is foglalkoztak. Az eredmények szerint az alkáli aktivált rendszerek esetén a bauxit­maradvány adalék­anyagként kellő hatékonysággal használható.

Végül EPG kombinált eljárással metakaolin/bauxit-maradvány-alapú habokat állítottak elő. Megállapították, hogy H₂O₂ oldat alkalmazásával, illetve a stabilizáló szer (nátrium-oleát) és peroxid (S/H) arányának változtatásával szabályozható pórusméret-eloszlású termékek állíthatók elő, amelyek így hőszigetelő anyagként és esetlegesen katalizátorhordozóként alkalmazhatók.

A talajhelyettesítő anyagok kutatása bauxitmaradvány felhasználásával

A kísérletek célja a bauxitmaradvány talajjavítási célra történő felhasználásának kutatása. A kísérletek egyik irányá­nál a szennyvíziszappal módosított talajhelyettesítő közeget, bauxitmaradvány-kezelést, illetve balatoni iszappal módosított talajhelyettesítő közeget használtak. A másik kutatási irány a kiégetett por- és granulátumállagú bauxitmaradvány felhasználását célozta a szennyvizek foszfortartalmának kinyerésére. Bebizonyosodott, hogy a dúsabb foszfortartalommal a bauxitmaradvány talajjavítóként használható a foszfortartalmú műtrágyák helyett.

Analitikai vizsgálatok a Pannon Egyetem laboratóriumában.

Ritkaföldfémek kinyerése

Olyan módszert dolgoztak ki, amely lehetővé teszi a ritkaföldfémek (szkandium, lantán, cérium) együttes kinyerését a vörösiszapból. Ily módon a vörösiszapban található szkandium sokszorosára dúsítható, miközben a felhasználást zavaró anyagok mennyisége jelentősen csökken. A különböző elemek mennyiségének meghatározása induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrometriás (ICP-OES) módszerrel történt.

Összefoglalva megállapítható, hogy a kutatás-fejlesztés eredményeként jelentős tudás, új eljárások, értékesíthető know-how, megvalósult technológiák és berendezések, illetve működő termelési folyamatok születtek. Így elindult az ajkai bauxitmaradvány (vörösiszap) újrahasznosítása.•