نجح علماء من جامعة بيرم التقنية ومعهد الكيمياء التقنية التابع لفرع أكاديمية العلوم الروسية في منطقة الأورال في ابتكار تقنية جديدة لإنتاج بديل منخفض التكلفة وصديق للبيئة للأسمنت التقليدي، يعتمد بشكل أساسي على الحجر الجيري كمادة خام.
- القضاء على الحرارة المرتفعة والانبعاثات السامة
وفقا للمطورين، تتيح هذه التقنية إنتاج المواد دون الحاجة إلى درجات حرارة عالية أو توليد نفايات. وتُعد هذه خطوة مهمة، خصوصا أن نحو 90% من المباني في العالم تُبنى باستخدام الأسمنت، وهو ما يُسهم بشكل كبير في التلوث البيئي، إذ ينتج عن إنتاج طن واحد من الأسمنت نحو 900 كغ من ثاني أكسيد الكربون.
وتمثل صناعة الأسمنت ما يصل إلى 8% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون عالميًا، كما تستهلك كميات ضخمة من المياه وتلوث التربة والهواء بمواد سامة.
- الأنهيدريت: حل جزئي غير كافٍ
يُستخدم في بعض الحالات بديل آخر للأسمنت التقليدي يُعرف بـ"الأنهيدريت" (كبريتات الكالسيوم اللا مائية)، والذي يُستخرج عادة من الجبس أو حمض الكبريتيك. لكنه يتطلب تسخينه إلى درجة 850 مئوية، ما يستهلك كميات كبيرة من الكهرباء ولا يحل مشكلة الانبعاثات بالكامل.
- التقنية الروسية الجديدة: التفاعل الطبيعي يولد الحرارة
يوضح البروفيسور فيكتور فالتسيفير أن المشكلة الجوهرية في الأساليب التقليدية تكمن في ارتفاع درجات الحرارة والنفايات السامة التي يصعب التخلص منها، إلى جانب الأبخرة الحمضية التي تلوث الهواء وتسبب تلف المعدات الصناعية.
أما التقنية الجديدة، فتعتمد على الحجر الجيري، وهو مادة خام نقية وغير مكلفة، تتفاعل مع حمض الكبريتيك بشكل يولد حرارة كافية لإجراء العملية عند درجات حرارة تتراوح بين 110 و160 مئوية فقط، دون الحاجة إلى تسخين خارجي.
بحسب البروفيسور فلاديمير بويلوف، يُطحن الحجر الجيري إلى مسحوق دقيق أصغر من مليمتر، ثم يُخلط بحمض الكبريتيك في مفاعل خاص مغلق، حيث يُعاد تدوير جميع المكونات بالكامل دون أي نفايات.
ويضيف أن خصائص الأنهيدريت الناتج تتوافق تماما مع المعايير الصناعية، ويصل محتوى كبريتات الكالسيوم فيه إلى 93.8%.
- توفير طاقة بنسبة 90% وإنتاج بلا تلوث
توفر هذه التقنية ما بين 70% و90% من استهلاك الطاقة مقارنة بالطرق التقليدية، وتضمن إنتاجا بلا نفايات، مما يجعلها حلاً واعدا لخفض الأثر البيئي لصناعة البناء.
وقد اجتاز الابتكار الاختبارات المعملية والميدانية بنجاح، وهو جاهز للتطبيق العملي في قطاعات البناء والصناعات الكيميائية.
