Decennialang bleven miljarden tonnen ijzerhoudende mijnreststoffen in China grotendeels ongebruikt. Zhu Qingshan, onderzoeker bij het Institute of Process Engineering (IPE) van de Chinese Academie van Wetenschappen, zei ooit: "Dit 'sluimerende kapitaal' omzetten in bruikbare hoogwaardige grondstoffen is de sleutel tot het oplossen van het ijzerertsvoorzieningsprobleem van het land."

Die visie is nu werkelijkheid geworden. Dinsdag doorstond het grootste magnetisatie-roosterproject voor ijzererts ter wereld, met een jaarlijkse capaciteit van 5,56 miljoen ton, de officiële acceptatietests in Anshan, in de noordoostelijke Chinese provincie Liaoning. De installatie draait stabiel op volle capaciteit, waarbij de belangrijkste prestatie-indicatoren de ontwerpdoelstellingen overtreffen. Het project vormt een belangrijke doorbraak in het industrieel gebruik van laagwaardig ijzererts.

Volgens het IPE is de technologie 's werelds eerste oplossing voor grootschalige industriële verwerking van ultra-laagwaardige ijzerertsreststoffen. Ze kan reststoffen met een ijzergehalte van slechts 11 procent omzetten in concentraat met een gehalte van 65 procent — een sprong die materiaal dat voorheen als afval gold kwalitatief vergelijkbaar maakt met het hoogwaardige concentraat uit geïmporteerd premium-erts. Het instituut meldde dat de doorbraak naar verwachting een efficiënte en groene ontwikkeling en benutting mogelijk maakt van bijna 30 miljard ton moeilijk verwerkbaar ijzererts en ruim 9,9 miljard ton ijzerhoudende reststoffen in China. Naast de voorziening pakt het hergebruik van reststoffen ook de ecologische voetafdruk van mijnafval aan, dat land in beslag neemt en langdurige opslag- en veiligheidskosten met zich meebrengt.

Een queeste van een halve eeuw

China verbruikt meer dan de helft van al het ijzererts ter wereld. Hoewel de binnenlandse reserves overvloedig zijn, bestaat het grootste deel van de Chinese voorraden uit laagwaardig erts dat met conventionele methoden moeilijk te verwerken is. In het afgelopen decennium importeerde China 11,3 miljard ton ijzererts, waarvan een groot deel uit Australië en Brazilië, waardoor de ijzerertsvoorziening een langdurige strategische zorg is voor 's werelds grootstaalproducent. Het aanboren van onderbenutte binnenlandse bronnen heeft generaties onderzoekers aangezet dit langlopende technische probleem het hoofd te bieden.

In de jaren vijftig begon het Institute of Chemical Metallurgy, de voorloper van het IPE, manieren te onderzoeken om laagwaardig ijzererts efficiënt te benutten. Scheikundig ingenieur Mooson Kwauk was een pionier van fluidized-bed magnetiserende roostertechnieken om armelijke ijzermineralen om te zetten in回收baar magnetiet. Hoewel de technologie veelbelovend was, werd de industrialisering onderbroken door de zwakke industriële basis van het land en de historische omstandigheden van die tijd.

Onderzoeker Zhu Qingshan nam later de onafgemaakte missie op zich. In 2004 wijdde Zhu zich volledig aan onderzoek naar moeilijk verwerkbaar ijzererts. Destijds stond de industrialisering nog voor grote obstakels: conventionele magnetiserende roostering kampte met lage reactie-efficiëntie, hoog energieverbruik en hoge kosten, en beperkte operationele stabiliteit. Zhu's team introduceerde innovatieve technische aanpakken om deze problemen aan te pakken en de basis te leggen voor praktische toepassing.

Van laboratorium naar industriële schaal

Voor Zhu was succesvol fundamenteel onderzoek niet het einde, maar het startpunt voor industriële toepassing. Om onderzoek om te zetten in bruikbare technologie ontwikkelden Zhu en zijn team een compleet systeem voor fluidized-bed magnetiserende roostering, inclusief sleutelapparatuur en ondersteunende technologieën.

Het team vond een partner in de zuidwestelijke provincie Yunnan voor een project met een jaarlijkse capaciteit van 100.000 ton. Het project liep echter in 2008 vast tijdens de wereldwijde financiële crisis door gebrek aan financiering. Met steun van overheidsinstanties op verschillende niveaus losten de onderzoekers meer dan een jaar lang ter plaatse problemen op, en in december 2012 bereikte de installatie continue stabiele bedrijfsvoering.

Die ervaring legde ook nieuwe beperkingen van de technologie bloot, wat het team ertoe aanzette het roosterproces en de energie-efficiëntie verder te verbeteren. Zij ontwikkelden een tweede generatie magnetiserend roosterproces met nauwkeurigere controle van de verblijftijd van deeltjes, dat later werd geïntroduceerd bij Ansteel Group, een van China's grote staalproducenten. Bij Ansteel heeft de technologie een omzettingsgraad van 98 procent voor ijzermineralen behaald, met aanzienlijke economische voordelen tot gevolg.

Elf licentieovereenkomsten bestrijken nu een gecombineerde jaarlijkse verwerkingscapaciteit van meer dan 15 miljoen ton. Het team werkt ook aan projecten in het buitenland, waaronder een initiatief voor de opwaardering van limoniet in Laos — een vroeg teken dat de technologie ook markten buiten China kan vinden, waar eveneens veel laagwaardige ijzerertsvoorkomens zijn. Voor de toekomst zijn de onderzoekers van plan de technologie uit te breiden naar andere toepassingen in mineraalverwerking en het recyclen van vast afval.

Bron: Xinhua via Hellenic Shipping News