KU Leuven ontwikkelt nieuw soort cement uit toxisch metaalafval

Duurzaamheid is meer dan een Dopperfles meenemen of de verwarming een graadje lager zetten. Een circulaire economie is daar ook deel van, een aspect waar de SREMat onderzoeksgroep sterk op inzet. Die groep is gespecialiseerd in het transformeren van afvalstromen - vooral van de metaalsector - in bouwmaterialen. Hun doel is om bedrijven te helpen inzetten op deze nieuwe, duurzame transformaties van productieafval.

160 miljoen ton afval

Michiel Giels, doctoraatsstudent binnen de SREMat groep, focust op de afvalstromen van aluminium, een van de meest geproduceerde metalen ter wereld. Hij legt uit welke problemen het ontginnen van aluminium met zich meebrengt: 'Door het aluminium uit bodems te halen, wordt een gevaarlijke restfractie gecreëerd, die wordt gedropt in grote stortplaatsen. Dit zijn gigantische vijvers met zogenaamde rode modder, een extreem toxische en vervuilende substantie.' Wereldwijd wordt er jaarlijks 160 miljoen ton rode modder geproduceerd en die volumes blijven toenemen.

Dit afval wordt aan de KU Leuven gemengd met additieven en verhit om een nieuw soort cement te creëren, een mogelijke vervanger voor het cement dat we kennen. Dit heeft positieve milieugevolgen, volgens Giels: 'We gebruiken slechts een beperkt volume natuurlijke materialen, waardoor er geen nieuwe mijnen geopend moeten worden. Dit nieuwe type cement is daarenboven CO₂-neutraler, omdat we dit materiaal op lagere temperaturen verhitten en we bijna geen kalksteen, dat veel CO₂ vrijgeeft bij verbranding, in het proces gebruiken.' Via een reeks verwerkingsprocessen wordt gegarandeerd dat de blokken geen toxische eigenschappen meer hebben.

Naast het reduceren van de afvalbergen proberen anderen binnen het overkoepelende Europese project ook zeldzame aardmetalen, zoals scandium, te winnen uit dit puin. Die zeldzame aardes worden enkel in China gewonnen, dat soms zijn markt sluit wegens tekorten. Daarom is het voor Europa een noodzaak om die materialen te kunnen recycleren.

Van olieverf tot huizenbouw

Op wereldwijde schaal staat men nog niet zo ver in het verwerken van aluminiumafval. Globaal genomen wordt slechts 2-5% van dat afval gebruikt. 'In onze groep hebben we aangetoond dat je eigenlijk veel meer kunt gebruiken om er sterk beton van te maken', verduidelijkt Giels. 'Dat afval is heel breed toepasbaar, en ons doel is om er over twee jaar een huis mee te bouwen.'

Om dat huis te kunnen bouwen, moet het productieproces wel nog verbeterd worden. Dat is het voornaamste huidige doel van de onderzoeksgroep. Typisch is fundamenteel onderzoek de enige stap die genomen wordt aan een universiteit, en worden industriële processen overgelaten aan de industrie. Maar SREMat wil meteen het laboproces integreren in het industriële proces, om de industrie te helpen innoveren. 'We nemen als het ware hun hand vast en zeggen: "Kijk, zo kan je het doen."' De groep werkt nauw samen met die industriële partners om zo een minder hoge drempel te creëren.

Het maken van beton is niet de enige verwerkingsmethode. Er kan ook verf worden gemaakt, want het rode materiaal kan dienst doen als superpigment. In keramiek wordt het afval gebruikt om betere temperatuurresistentie te kweken. Maar al deze toepassingen gebruiken slechts kleine percentages, grote volumes geraken dus voorlopig enkel als bouwmaterialen weg. Een laatste toepassing, die nog op jonge benen staat maar veelbelovend lijkt, is om die rode modder als straatfundament te gebruiken in plaats van zand.