Trine Asklund Larssen har studerat hur olika typer av malm i metallproduktion påverkar energianvändning och utsläpp. Upphovsman:Vincent Canaguier, SINTEF
I Norge, metallproduktion står för cirka 10 procent av utsläppen av växthusgaser.
"För att uppnå klimatmål, metallindustrin måste sänka sina utsläpp, säger Trine Asklund Larssen, som nyligen tog sin doktorsexamen vid NTNU för sitt arbete med manganmalm.
Norsk metallproduktion är redan bland de renaste som finns och kommer att bli ännu renare i framtiden. De många åtgärderna inkluderar att titta på produktionseffekterna av olika typer av malm.
"En av de typer av metaller vi producerar i Norge är legeringar som innehåller manganmetall, säger Larssen.
Legeringar är blandningar av olika metaller som används i många olika tillämpningar. De manganlegeringar som produceras i Norge används mestadels som komponenter vid tillverkning av stål. De gör stålet starkt och hårt. Norge exporterar nästan hela denna produktion.
Jämför två typer av malm
"Jag undersökte två typer av manganmalm - Comilog från Gabon och Nchwaning från Sydafrika - för att ta reda på stora utsläpp av växthusgaser under metallproduktion.
Manganproduktion sker i stora ugnar, där manganmalm och kol i form av koks tillsätts och upphettas.
För de flesta av oss, alla typer av malm ser mer eller mindre likadana ut. Men så är inte fallet. Upphovsman:Trine Asklund Larssen, NTNU / SINTEF
"Råvarorna matas från toppen av ugnen och tyngdkraften får dem att röra sig nedåt. Elektrisk energi tillförs via elektroder, vilket innebär att temperaturen i botten av ugnen är mycket hög, ”Förklarar Larssen.
När råvarorna rör sig ner i ugnen, de smälter ihop till det vi kallar slagg. Längst ner i ugnen, slaggen reagerar med kol och producerar metall.
Några reaktioner är viktiga
"Det händer många reaktioner i ugnen, men några av dem har stor inverkan på energiförbrukning och CO 2 utsläpp. Vissa reaktioner mellan malmen och gasen som finns i ugnen är särskilt viktiga, Säger Larssen.
Gasen i ugnen är till stor del en blandning av koldioxid (CO 2 ) och kolmonoxid (CO). Larssen kunde imitera processerna som sker i ugnen i mindre skala i laboratoriet för att se hur olika värme, gasinnehåll, malmtyper och storlek och flera andra faktorer påverkar utsläppen.
"Vi fann att de två olika typerna av malm betedde sig väldigt olika när de värmdes upp. De genomgick olika reaktioner, som skedde vid olika temperaturer och hastigheter och resulterade i olika energiförbrukning mellan de två malmerna. De två malmerna skapar också olika typer av avgaser när de används i manganproduktion, säger Larssen.
Illustrationen visar en ugn som producerar manganlegeringar. Upphovsman:Trine Asklund Larssen, NTNU / SINTEF
Den ena typen renare än den andra
I allmänhet, Nchwaning malm producerar högre utsläpp av växthusgaser och högre energiförbrukning jämfört med Comilog malm. Gasen som produceras med Nchwaning malm innehåller också mer energi, vilket speglar högre energiförbrukning i ugnen.
"För båda malmerna, energiförbrukning och utsläpp av växthusgaser är lägre om malmen som används är mindre, säger Larssen.
Malmens storlek är alltså en annan faktor. Studieresultaten kan bidra till att sektorn kan minska utsläppen ytterligare.
Det är många reaktioner i spisen, men bara några få har stor inverkan på energiförbrukning och utsläpp, Säger Trine Asklund Larssen. Upphovsman:Vincent Canaguier, SINTEF
Att välja malm för produktion innebär att man tar hänsyn till många överväganden. Dessa inkluderar energiförbrukning och utsläpp av växthusgaser, men också produktsammansättningen och sist men inte minst produktionssäkerhet. I allmänhet, industrin behöver använda en blandning av olika malmer för att uppfylla dessa krav.
Larssen genomförde sitt doktorandprojekt som en del av forskningscentret HighEFF. HighEFF består av partners från många olika branscher, med de främsta målen att öka energieffektiviteten och minska utsläppen av växthusgaser.
