De satsar på mini-Hybrit för återvinning

2020-11-27 06:00  

I jätteprojektet Hybrit testar svensk stålindustri teknik för storskalig tillverkning av fossilfritt stål. I Älvsjö i Stockholm driver uppstickaren Greeniron en testugn för att göra samma sak i mindre skala – på restprodukter och avfall från industrin.

Historien om Greeniron börjar redan på 1960-talet. Metallurgen Hans Murray, som i dag är 86 år, jobbade på SKF och började fundera över hur metalloxider i avfallet från stålindustrin skulle kunna återvinnas.

Vid det laget var det redan känt att vätgas kunde användas för att dela upp järnmalm i järn och syre, så kallad reduktion. Samma typ av separering kan användas för att återvinna metaller ur olika metalloxider. Hans Murray började laborera med en lämplig ugn.

– Det har gjorts minst 40 försök att reducera järnmalm med vätgas i historien, men alla utgår från tankar kring hur en masugn fungerar. Pappa utgick från hur man bäst ska forma en ugn givet att man ska använda vätgas, berättar Edward Murray, son till Hans Murray.

”Han har alltid gillat frisk luft”

På 1970-talet testades hans idéer i en klockugn som kunde behandla fem ton i timmen. Den kördes i sex månader innan SKF lade projektet i malpåse.

– Jag är uppvuxen med min pappas frustration. Han tyckte att det var väldigt irriterande. Han hade produktionsugnen som stod och gick och ändå valde företaget att inte gå vidare. Vid den tiden slängde man glödskal på deponi och alldeles för mycket koldioxid släpptes ut till luften, berättar Edward Murray.

Men då, på 1970-talet, var växthusgaser och klimatförändringar inte något som stod överst på agendan.

Hur visste han att koldioxid var ett problem?

– Jag vet inte. Han har pratat om det hela min uppväxt. Förmodligen är det så simpelt som att han alltid har gillat frisk luft, säger Edward Murray.

Ny testugn körs i Älvsjö

Nu sätter stora delar av världens stålindustri hoppet till vätgasen för att minska sina koldioxidutsläpp. Det svenska projektet Hybrit drivs av SSAB, LKAB och Vattenfall med målsättning att tillverka världens första fossilfria stål.

Hans Murray och testugnen i Älvsjö. Foto: Greeniron

2016 insåg Edward Murray och hans pappa att världen hade kommit ifatt. Tillsammans vidareutvecklade de processen för klockugnen och grundade företaget Greeniron.

Nu finns en ny testugn som står hos gasleverantören Linde i Älvsjö. Här har Greeniron reducerat olika former av metalloxider tillsammans med presumtiva kunder sedan i våras.

Testugnen är liten, den kan bearbeta 24 kilo metalloxid per timme. En fullskalig produktionsugn ska kunna ta emot fem ton per timme.

Siktar på järnmalm först och restmaterial senare

Men även i fullskalig variant är konceptet ett slags mini-Hybrit. Avsikten är att tekniken ska bli ett småskaligt komplement till storskaliga Hybrit. Tanken är att en Greeniron-ugn kan placeras hos stålverk eller gjuterier för att på plats bearbeta restmaterial så att det kan gå tillbaka in i produktionen.

De restmaterial som är aktuella är till exempel glödskal, flagor av järnoxid som bryts loss när stål bearbetas, eller filterstoft som bildas när rökgaser renas genom filter.

– Greeniron har helt klart en roll att fylla genom att hjälpa till att hantera restströmmar som innehåller metall och kan reduceras med vätgas. Vissa av restströmmarna skickar man i dag långväga för olika upparbetningar. Man kan skapa ett cirkulärt system på varje ort, eller gå samman några orter, säger Mårten Görnerup, som i dag jobbar som konsult men tidigare var vd på Hybrit Development.

Men i första skedet siktar Greeniron på att reducera järnmalm för att producera fossilfri järnsvamp till gjuterier och stålverk. Företaget försöker få ihop ungefär 80 miljoner kronor för att bygga en första produktionsanläggning. Edward Murray har siktet inställt på en plats i Bergslagen.

Rullat egna pellets i garaget

Ambitionen är att leverera fossilfri järnsvamp första halvåret 2022.

– Alla vill se en fungerande produktionsanläggning och i en sådan kan jag bevisa att tekniken fungerar. Att sälja järn är busenkelt, det är som att sälja glass på en strand i juli, råvarumarknaden är enorm, säger Edward Murray, vd på Greeniron.

Varför satsar ni på den marknaden med tanke på att Hybrit-projektet redan pågår med samma syfte?

– Hybrit är jätteviktiga, de ska göra det här storskaligt. Men SSAB är inte fossilfria förrän 2045, det är om 25 år. Jag kan göra skillnad från och med nu, och jag kan hantera flera material än Hybrit, säger Edward Murray.

För att Greenirons process ska fungera krävs en eldriven elektrolysör som producerar vätgas, själva klockugnen och råmaterialet som ska reduceras. Men för att materialet ska kunna behandlas i ugnen måste det först omformas till pellets. Det beror på att vätgasen måste kunna röra sig igenom bädden, om materialet är i pulverform ligger partiklarna för tätt. Så någon form av pelletsverk behövs också i anläggningen.

Hittills har Hans och Edward Murray rullat sina egna pellets i garaget, men nu har några forskare vid Luleå tekniska högskola knutits till projektet för att optimera receptet för att göra pellets av glödskal.

”Batchprocess kan både vara en fördel och en nackdel”

Produkten som blir resultatet efter reduktionen, järnsvampen, är hårda järnkulor som måste smältas i nästa steg för att bearbetas vidare till stål eller till gjutna produkter.

Järnsvamp som har gått igenom reduktionsprocessen. Foto: Greeniron

Enligt Edward Murray är Greenirons process både billig och energieffektiv, bland annat genom att temperaturen i klockugnen är relativt låg med sina 550 grader Celsius, samt att det inte blir något spill av vätgas. Efter reduktionsprocessen skapas undertryck i ugnen för att suga ut eventuella rester av vätgas.

Testerna i ugnen i Älvsjö har gett goda resultat, enligt Greeniron. Pellets från LKAB reducerades till 96 procent.

– Det är i samma storleksordning som kommersiell järnsvamp. Det är ganska bra, och skapar helt klart en användbar järnprodukt, säger Mårten Görnerup.

Till skillnad från Hybrit-tekniken, som innebär en kontinuerlig reduktionsprocess där ny järnmalm matas på löpande i ugnen, är Greenirons teknik en batchprocess. Det innebär att fem ton järnmalm bearbetas i stöten, sedan töms ugnen.

– En batchprocess kan både vara en fördel och en nackdel. För stora volymer är den en nackdel men för en småskalig verksamhet där många olika material ska behandlas är det en fördel, säger Mårten Görnerup.

Greenirons process

En produktionsanläggning som kan bearbeta fem ton järnmalm i timmen och cirka 37 000 ton per år (räknat på 85 procents nyttjandegrad) beräknas dra 66 GWh per år.

En sådan anläggning omfattar elektrolysör, pelletsverk och klockugn och kostar ungefär 80 miljoner kronor.

Produkten som tillverkas är järnsvamp, hårda klumpar av järn, som måste smältas i nästa steg om det till exempel ska bearbetas till stål.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt