Trine Asklund Larssen a étudié comment différents types de minerai dans la production de métaux affectent la consommation d'énergie et les émissions. Crédit :Vincent Canaguier, SINTEF
En Norvège, la production de métaux représente environ 10 pour cent des émissions de gaz à effet de serre.
« Pour aider à atteindre les objectifs climatiques, l'industrie métallurgique doit réduire ses émissions, " dit Trine Asklund Larssen, qui a récemment obtenu son doctorat à NTNU pour son travail avec le minerai de manganèse.
La production de métal norvégienne est déjà parmi les plus propres qui existent et le deviendra encore plus à l'avenir. Les nombreuses mesures comprennent l'examen des impacts sur la production de différents types de minerai.
"L'un des types de métaux que nous produisons en Norvège sont des alliages contenant du manganèse métallique, dit Larssen.
Les alliages sont des mélanges de divers métaux qui sont utilisés dans de nombreuses applications différentes. Les alliages de manganèse produits en Norvège sont principalement utilisés comme composants dans la production d'acier. Ils rendent l'acier solide et dur. La Norvège exporte la quasi-totalité de cette production.
Comparer deux types de minerai
"J'ai étudié deux types de minerai de manganèse - Comilog du Gabon et Nchwaning d'Afrique du Sud - pour découvrir les grandes émissions de gaz à effet de serre lors de la production de métal.
La production de manganèse s'effectue dans de grands fours, où du minerai de manganèse et du carbone sous forme de coke sont ajoutés et chauffés.
Pour la plupart d'entre nous, tous les types de minerai se ressemblent plus ou moins. Mais ce n'est pas le cas. Crédit :Trine Asklund Larssen, NTNU / SINTEF
« Les matières premières sont alimentées par le haut du four et la gravité les fait descendre. L'énergie électrique est fournie via des électrodes, ce qui signifie que la température au fond du four est très élevée, " explique Larssen.
Au fur et à mesure que les matières premières descendent dans le four, ils fondent ensemble dans ce que nous appelons des scories. Tout au fond de la fournaise, le laitier réagit avec le carbone et produit du métal.
Quelques réactions sont essentielles
"Beaucoup de réactions se produisent dans le four, mais certains d'entre eux ont un impact important sur la consommation d'énergie et le CO
Le gaz dans le four est en grande partie un mélange de dioxyde de carbone (CO
"Nous avons constaté que les deux différents types de minerai se comportaient très différemment lorsqu'ils étaient chauffés. Ils ont subi diverses réactions, qui s'est déroulé à des températures et des vitesses différentes et a entraîné une consommation d'énergie différente entre les deux minerais. Les deux minerais créent également différents types de gaz d'échappement lorsqu'ils sont utilisés dans la production de manganèse, " dit Larssen.
L'illustration montre un four qui produit des alliages de manganèse. Crédit :Trine Asklund Larssen, NTNU / SINTEF
Un type plus propre que l'autre
En général, Le minerai de Nchwaning produit des émissions de gaz à effet de serre et une consommation d'énergie plus élevées que le minerai de Comilog. Le gaz produit à partir du minerai de Nchwaning contient également plus d'énergie, ce qui reflète une consommation d'énergie plus élevée dans le four.
"Pour les deux minerais, la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre sont moindres si le minerai utilisé est de plus petite taille, " dit Larssen.
La taille du minerai est donc un autre facteur. Les résultats de l'étude pourraient contribuer à ce que le secteur soit en mesure de réduire davantage les émissions.
Il y a beaucoup de réactions dans le poêle, mais seuls quelques-uns ont un impact important sur la consommation d'énergie et les émissions, dit Trine Asklund Larssen. Crédit :Vincent Canaguier, SINTEF
Le choix du minerai pour la production implique la prise en compte de nombreuses considérations. Il s'agit notamment de la consommation d'énergie et des émissions de gaz à effet de serre, mais aussi la composition du produit et enfin la sécurité de production. En général, l'industrie doit utiliser un mélange de différents minerais pour répondre à ces exigences.
Larssen a réalisé son projet de doctorat dans le cadre du centre de recherche HighEFF. HighEFF se compose de partenaires de nombreuses industries différentes, les principaux objectifs étant d'augmenter l'efficacité énergétique et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
