Campus

Zink produceren zonder afval

De beste afstudeerder van Technische Aardwetenschappen was afgelopen jaar Remco Devilee. Hij studeerde in november af op milieuvriendelijke zinkproductie.

Dat hij de beste afstudeerder is, had Devilee totaal niet verwacht. ,,Ik had niet het hoogste afstudeercijfer van mijn jaar. Maar ze kijken volgens mij meer naar de totale studie en dan ben ik misschien wel de beste.”

Ook het effect van zijn afstudeerverslag speelt volgens hem een rol. ,,Door mijn afstuderen is er een grote subsidie binnengehaald van een bedrijf en kan de vakgroep doorgaan met het project. Zulke afstudeeronderzoeken krijgen gewoon meer aandacht.” Devilee is gevraagd om als aio verder te gaan, maar op dat moment was hij een beetje uitgekeken op de TU. Hij werkt nu bij een ingenieursbureau in de petrochemische industrie.

Tijdens zijn afstuderen hield Devilee zich bezig met zinkmetallurgie, de productie van zink uit zinkhoudend erts. In dat erts zijn naast zink ook andere metalen aanwezig, zoals ijzer, lood en cadmium. En die moeten er eerst uitgehaald worden. Dat gebeurt nu door er ammonia aan toe te voegen, waardoor jarosiet ontstaat: een ammonium-sulfaat verbinding die naast ijzer ook lood, cadmium en andere zware metalen bevat. Bij de huidige productiewijze ontstaat per ton zink een halve ton jarosiet.

Een groot probleem, weet Devilee: ,,Dat jarosiet is giftig afval, het moet worden gedumpt. In Nederland mag dat binnenkort niet meer – en niet zonder reden. Het is namelijk uitloogbaar. Het wordt gedumpt in bassins met een rubber laag, maar als er een gat in het rubber komt, komen lood en cadmium in het milieu terecht. In Nederland staat een zinkfabriek. De bassins met jarosiet hebben veel invloed op de omgeving: het is een grote dorre vlakte.”
Cementatie

Devilee zocht daarom naar een andere oplossing om de metalen uit zinkerts te halen. Hij keek naar een gesmolten-zout-zinkproces waarbij eerst het ijzer als elementair ijzer wordt verwijderd door cementatie of elektrolyse. Bij cementatie wordt er zink door het verontreinigde zinkchloride geroerd. Omdat zink een minder edel metaal is dan ijzer, lost het zink op en komt het ijzer vrij. Dat ijzer zou je weer kunnen verkopen aan de staalindustrie. Lood en cadmium zijn vervolgens in nieuwe cementatie-stappen te verwijderen.

,,Het zinkproces waarnaar ik gekeken heb is eigenlijk al heel oud. De eerste melding komt uit de negentiende eeuw. Maar toen konden ze geen materialen maken om het proces beheersbaar te houden. Het corrosieve mengsel taste de reactoren aan.”

In de jaren zeventig is er nog een keer onderzoek gedaan naar het cementatie-proces, maar daar kwam niets uit. ,,Die man had een fout gemaakt en kwam tot de conclusie dat het niet mogelijk was om op deze manier een ‘smelt te zuiveren”, vertelt Devilee. ,,Wij gaan nu binnenkort publiceren dat hettoch wel mogelijk is.”

Misschien leidt dat uiteindelijk tot meer politieke druk op de primaire zinkindustrie om het proces te veranderen en milieuvriendelijker te maken, hoopt Devilee.

Dat hij de beste afstudeerder is, had Devilee totaal niet verwacht. ,,Ik had niet het hoogste afstudeercijfer van mijn jaar. Maar ze kijken volgens mij meer naar de totale studie en dan ben ik misschien wel de beste.”

Ook het effect van zijn afstudeerverslag speelt volgens hem een rol. ,,Door mijn afstuderen is er een grote subsidie binnengehaald van een bedrijf en kan de vakgroep doorgaan met het project. Zulke afstudeeronderzoeken krijgen gewoon meer aandacht.” Devilee is gevraagd om als aio verder te gaan, maar op dat moment was hij een beetje uitgekeken op de TU. Hij werkt nu bij een ingenieursbureau in de petrochemische industrie.

Tijdens zijn afstuderen hield Devilee zich bezig met zinkmetallurgie, de productie van zink uit zinkhoudend erts. In dat erts zijn naast zink ook andere metalen aanwezig, zoals ijzer, lood en cadmium. En die moeten er eerst uitgehaald worden. Dat gebeurt nu door er ammonia aan toe te voegen, waardoor jarosiet ontstaat: een ammonium-sulfaat verbinding die naast ijzer ook lood, cadmium en andere zware metalen bevat. Bij de huidige productiewijze ontstaat per ton zink een halve ton jarosiet.

Een groot probleem, weet Devilee: ,,Dat jarosiet is giftig afval, het moet worden gedumpt. In Nederland mag dat binnenkort niet meer – en niet zonder reden. Het is namelijk uitloogbaar. Het wordt gedumpt in bassins met een rubber laag, maar als er een gat in het rubber komt, komen lood en cadmium in het milieu terecht. In Nederland staat een zinkfabriek. De bassins met jarosiet hebben veel invloed op de omgeving: het is een grote dorre vlakte.”
Cementatie

Devilee zocht daarom naar een andere oplossing om de metalen uit zinkerts te halen. Hij keek naar een gesmolten-zout-zinkproces waarbij eerst het ijzer als elementair ijzer wordt verwijderd door cementatie of elektrolyse. Bij cementatie wordt er zink door het verontreinigde zinkchloride geroerd. Omdat zink een minder edel metaal is dan ijzer, lost het zink op en komt het ijzer vrij. Dat ijzer zou je weer kunnen verkopen aan de staalindustrie. Lood en cadmium zijn vervolgens in nieuwe cementatie-stappen te verwijderen.

,,Het zinkproces waarnaar ik gekeken heb is eigenlijk al heel oud. De eerste melding komt uit de negentiende eeuw. Maar toen konden ze geen materialen maken om het proces beheersbaar te houden. Het corrosieve mengsel taste de reactoren aan.”

In de jaren zeventig is er nog een keer onderzoek gedaan naar het cementatie-proces, maar daar kwam niets uit. ,,Die man had een fout gemaakt en kwam tot de conclusie dat het niet mogelijk was om op deze manier een ‘smelt te zuiveren”, vertelt Devilee. ,,Wij gaan nu binnenkort publiceren dat hettoch wel mogelijk is.”

Misschien leidt dat uiteindelijk tot meer politieke druk op de primaire zinkindustrie om het proces te veranderen en milieuvriendelijker te maken, hoopt Devilee.

Editor Redactie

Do you have a question or comment about this article?

delta@tudelft.nl

Comments are closed.