Jak najefektywniej odzyskiwać metale rzadkie i towarzyszące? W którym kierunku podążają obecnie ich zastosowania w przemyśle? Jak wykorzystywać ich niecodzienne właściwości w innowacyjnych materiałach? O tym rozmawiali światowi specjaliści i naukowcy podczas majowej konferencji technologicznej we Wrocławiu.
III Międzynarodowa Konferencja „Metale towarzyszące w przemyśle metali nieżelaznych” odbywała się w dniach 15-17 maja 2013 roku we Wrocławiu pod hasłem ?W drodze do pełnego wykorzystania surowców mineralnych?. W spotkaniu zorganizowanym przez KGHM Ecoren, Instytut Metali Nieżelaznych oraz Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Metali Nieżelaznych uczestniczyło ponad stu przedstawicieli firm i ośrodków badawczych z całego świata. Byli goście m.in. z Belgii, Bułgarii, Finlandii i Szwecji, Niemiec, Francji, Wielkiej Brytanii oraz Stanów Zjednoczonych.
– Już po raz trzeci mogliśmy w międzynarodowym gronie rozmawiać o innowacyjnych technologiach i rozwoju światowego przemysłu ? mówi Janusz Adamczyk, prezes KGHM Ecoren. ? Myślę, że dla wszystkich uczestników była to doskonała okazja, by wymienić się doświadczeniami i wiedzą. Potwierdziła to choćby wysoka frekwencja i zainteresowanie tematyką wśród zaproszonych osób.
Wagę metali towarzyszących we współczesnym przemyśle coraz bardziej doceniają menadżerowie firm zajmujących się wytwarzaniem i przetwórstwem metali nieżelaznych. Jak podkreślał podczas otwarcia konferencji Wojciech Kędzia, wiceprezes KGHM Polska Miedź, dzięki odzyskiwaniu metali towarzyszących spółka uzyskuje dodatkowe przychody, których udział w bilansie wynosi już 25 proc. Jest to więc dla niej nie tylko zastrzyk produkcyjny, ale i finansowy. KGHM zajmuje obecnie pierwsze miejsce w rankingu największych producentów srebra ? w 2012 roku produkcja tego metalu wyniosła 1274 ton, a uzyskiwany jest on ze szlamu anodowego powstającego w hutach w procesie rafinacji elektrolitycznej miedzi. Zagadnieniu recyklingu metali sprzyja również polityka Unii Europejskiej, która szuka ich alternatywnych źródeł.
Potrzeba większej wiedzy
Jak podkreślał podczas konferencji Curtis Steward, specjalista ds. ekonomii i środowiska w niezależnych organizacjach International Lead And Zinc Study Group (ILZSG) oraz International Nickel Study Group (INSG), w światowej gospodarce brakuje informacji dotyczących prognozowania dostaw oraz danych na temat długoterminowej dostępności metali towarzyszących. Tymczasem w niektórych krajach pojawiają się głosy, że metale te ? wcześniej uznawane za niezbyt wartościowe ? stają się niezbędne do produkcji wysoko przetworzonych materiałów. Tym bardziej, że wiele obecnych technologii takich jak elektronika czy energia odnawialna coraz częściej bazuje na surowcach rzadko wykorzystywanych jeszcze kilka lat temu. Dodatkowo wytworzenie tych dotychczas mniej istotnych metali może mieć wpływ na koszty produkcji metali głównych.
Dlatego też ILZSG oraz INSG wraz z grupą zajmującą się miedzią przygotowały wspólne opracowanie dotyczące wytwarzania, zastosowania oraz handlu metalami towarzyszącymi czterem głównym metalom (ołowiowi, cynkowi, miedzi i niklowi). To m.in. bizmut, molibden, kobalt, ren, german, ind czy tzw. metale ziem rzadkich. W wielu przypadkach najważniejszym producentem tych metali są Chiny (bizmut ? 70 proc. światowej produkcji, ind ? 53 proc., german ? 65 proc.), co dla pozostałych krajów może być problemem w związku z ograniczaniem przez Państwo Środka dostaw. Ind stosowany jest np. komputerach, monitorach LCD, smartfonach i bateriach słonecznych, zaś german w światłowodach i elektronice. Z handlowego punktu widzenia największym obecnie zainteresowaniem cieszą się ind, tellur, ren i metale ziem rzadkich.
W tym kontekście ważne jest, by rządy i przedstawiciele przemysłu ściślej współpracowali ze sobą w celu tworzenia szerszego spektrum wiedzy o metalach towarzyszących. Tym bardziej, że istnieją poważne przesłanki do zwiększenia odzysku metali towarzyszących i wzrostu wydajności tych procesów.
Metale coraz bardziej krytyczne
Prof. Stanisław Pietrzyk z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie przywoływał podczas konferencji pojęcie metali krytycznych – takich, których dostępność jest niezbędna dla zaawansowanych technologii, a jednocześnie podatnych na napędzane politycznie albo ekonomicznie wahania podaży. Weźmy np. płytkę drukowaną, stosowaną w telefonie komórkowym: w latach 80. XX w. montowano na niej elementy zawierające 11 pierwiastków. Na początku XXI w. zaawansowane telefony zawierają już materiały wytworzone z użyciem aż 45 pierwiastków. W dodatku kończy się dostępność metali znajdujących się w łatwo dostępnych rudach. A przy przetwarzaniu rud niskiej jakości napotykamy problem bariery mineralogicznej oraz rosnącą energochłonność procesów związanych z ekstrakcją tych rud.
Prof. Pietrzyk także podkreślał znaczenie geograficznego zagrożenia dostaw metali ? ponad 90 proc. produkcji światowego górnictwa metali krytycznych zlokalizowane jest tak naprawdę w trzech krajach i nie są to kraje europejskie. W dodatku Europa, nie posiadając surowców, łatwo pozbywa się zżytych wyrobów, z których można odzyskiwać surowce ? większość poddawana jest recyklingowi w Azji w bardzo prymitywnych warunkach. Tymczasem do odzysku metali towarzyszących i krytycznych powinny nas przekonać również nowe możliwości związane z tzw. ?urban mining?. W procesie spalania stałych odpadów komunalnych powstają popioły i odpady pyliste będące źródłem metali nieżelaznych i krytycznych. Jedna spalarnia odpadów komunalnych o przerobie 200 tys. ton/rok może dostarczać rocznie około 11 ton wolframu, ponad 2000 kg kobaltu, 1600 kg itru czy 12 kg samej platyny! Dlatego zdaniem prof. Pietrzyka należałoby się skupić bardziej na tych możliwościach, które daje właśnie urban mining, czyli właściwe przerabianie śmieci.
Dobrym uzupełnieniem tej prezentacji był wykład przedstawicieli spółki Hydrometal z Belgii. Philippe Henry opowiadał o technologiach zawracania metali odpadowych do cyklu produkcyjnego, co skutkuje oszczędnościami materiałowymi i energetycznymi i przyczynia się do wzrostu poziomu ochrony środowiska. Hydromental prowadzi recykling ceru (Ce) ze zużytych katalizatorów i szlamów z polerowania, a także neodymu (Nd) i dysprozu (Dy) z przemysłu produkcji magnesów. Współcześnie nowym trendem jest produkcja magnesów żelazowo-neodymowych stosowanych w nowych typach wiatraków czy w samochodach. Poddając je recyklingowi, można z nich odzyskać sporo miedzi (stanowi 30-40 proc. magnesu), jak również dosyć dużo neodymu, którego cena kształtuje się na poziomie 100 dolarów za kg.
Ren rzadki i cenny
Ważnym elementem konferencji było II seminarium poświęcone produkcji i zastosowaniu renu i jego związków, prowadzone przez przedstawicieli IMN i KGHM Ecoren ? trzeciego na świecie producenta renu z własnych źródeł. Można było posłuchać o elektrokrystalizacji renu i jego stopów z roztworów wodnych, wykorzystaniu metody elektrodializy do oczyszczania soli renu, sferycznych proszkach ze stopów renu z kobaltem i niklem czy o nowym zastosowaniu renu jako składnika kompozytów cermetalicznych.
Leon Grabowski reprezentujący Traxys North America przedstawił łańcuch dostaw renu. W 2012 roku produkcja renu na całym świecie wyniosła w sumie 70 ton, z czego 49 ton to produkcja pierwotna, a pozostała pochodzi ze źródeł wtórnych. Ren jest jednym z trzech najrzadziej występujących pierwiastków na Ziemi, a zdecydowanie największym jego odbiorcą jest przemysł nadstopów (84 proc. całego światowego zużycia), stosowanych w silnikach samolotowych i kosmicznych, turbinach gazowych. Jak sugerował Leon Grabowski, chociaż popyt na ren stale rośnie, to wciąż można obserwować nieco większą podaż nad popytem i ta sytuacja nie powinna się zmienić do 2015 roku. Wtedy najprawdopodobniej zostanie osiągnięta równowaga, a następnie podaż przestanie nadążać za popytem. Przestrzegał jednak przed zbytnią euforią i nadzieją na gwałtowny wzrost cen ? nabywcy uważnie śledzą rynek i intensywnie szukają produktów, które mogą zastąpić ren i zapewnić im oszczędności.
Wycieczka techniczna uzupełnieniem prelekcji
Uczestnicy konferencji podkreślali ciekawy dobór tematów i dobrą organizację konferencji ? organizatorzy oprócz wykładów przygotowali też wycieczkę techniczną do Legnicy, podczas której zwiedzano należącą do KGHM Ecoren fabrykę renu metalicznego oraz Oddział Instytutu Metali Nieżelaznych. Uczestniczyło w niej kilkadziesiąt osób, w tym wielu gości z zagranicy.
– Pracowaliśmy intensywnie przez dwa dni, dyskutowaliśmy tezy przedstawione w prawie 30 referatach. To dowód, jak ogromną wagę instytuty naukowe i firmy przywiązują do prac mających na celu udoskonalanie technologii otrzymywania i recyklingu metali towarzyszących oraz rozwój nowych materiałów, które je zawierają ? podkreślał na zakończenie konferencji dr inż. Andrzej Chmielarz z Instytutu Metali Nieżelaznych, przewodniczący komitetu naukowo-programowego. ? Mam nadzieję, że w jeszcze liczniejszym gronie spotkamy się na obradach czwartej konferencji, którą planujemy zorganizować za kolejne trzy lata.
Konferencja odbywała się pod patronatem Herberta Wirtha, prezesa KGHM Polska Miedź. Patronami medialnymi konferencji były: magazyny branżowe ?Stal Metale & Nowe Technologie?, ?Magazyn Hutniczy? i ?Chemik? oraz angielski ?Copper WorldWide?, a także czasopismo specjalistyczne ?Rudy i Metale Nieżelazne?.
