Utveckling av framtidens förädlingsprocess
Nästa generations pelletsverk börjar ta form. Än så länge handlar det om några få pusselbitar som satts på plats men det innebär flera – och stora, steg närmare LKAB:s nya strategi. – Just nu undersöker vi på vilket sätt vi ska använda oss av syrgas, som är en restprodukt från HYBRIT-processen, på bästa sätt i vår förädlingsprocess, säger Tiago Ramos Ribeiro, forskningsingenjör på LKAB i Malmberget.
När LKAB leder omställningen av gruvindustrin mot en hållbar framtid innebär det också noll utsläpp av koldioxid från våra processer och produkter. Den nya strategin ska realiseras redan år 2045 så det handlar om en förhållandevis snabb omställning. Framför allt handlar det om en omvälvande omställning. – Inom utvecklingsprogrammet – nästa generations pelletsverk, arbetar vi med syrgas som möjliggörare för energieffektiva och klimatneutrala produkter, säger Björn Åström, projektchef på LKAB i Kiruna.Men Rom byggdes som bekant inte på en dag och inte heller framtidens pelletsverk. Det handlar snarare om en gradvis förändring där syrgasen blir ett av de första stora stegen i konverteringen av den nuvarande tekniken. – Vi arbetar med nästa generations pelletsverk i tre faser, med den nuvarande processen, med den modifierade och med den framtida processen, säger Björn Åström.
När LKAB ska gå från en del av problemet till en del av lösningen innebär det också att de traditionella och koldioxidbelastande fossila bränslena i förädlingsprocessen – kol och olja, ska ersättas. Syrgasen blir på sätt och vis en del av lösningen eftersom den blir en restprodukt från HYBRIT-processen – som baseras på en vätgasteknik. Dessutom är den koldioxidfri. – Vi har potential att minska koldioxidutsläppen och bränsleförbrukningen genom syrgasen samtidigt som produktiviteten och produktkvaliteten ökar, säger Tiago Ramos Ribeiro. LKAB:s verksamhet i Malmberget är först ut att ställa om vilket innebär att ett demostrationsreduktionsschakt ska byggas och det fordrar stora mängder vätgas. Därför är också pelletsverken på orten är först ut i generationsskiftet.
När labbtester och modellarbetet kommit längre på vägen ska ombyggnationer av befintliga pelletsverk ta vid. Redan år 2025 ska arbetsgruppen lämna över ett utlåtande om hur anläggningarna bör se ut och byggas om. Året därpå ska produktionen vara i gång. – Det finns en stor potential i att bygga reduktionsschakten nära pelletsverken, dels kan vi spara energi genom att låta bli att kyla pelleten innan reduktion, dels kan vi optimera produkten då all pellets ska reduceras. Vi vill succesivt låta pelleten bli varmare för att till slut chargera den het i reduktionsschaktet. En fråga vi ställer oss är hur mycket vi då behöver oxidera och sintra pelletsen, säger Björn Åström. Men redan nu finns flera spännande och lovande resultat att bygga vidare på, trots att flera frågor är obesvarade och många fler stenar måste vändas på. – Vi behöver utreda på vilket sätt ska vi använda oss av syrgasen i pelletsmaskinen, vart, hur mycket och på effektivaste sätt, säger Tiago Ramos Ribeiro.Med andra ord är det fortfarande för tidigt att sia om hur framtiden kommer att se ut. – I våra pilotskaletester har vi bland annat kunnat konstatera en mindre variation mellan pelletskulorna. De håller en generellt högre och jämnare kvalitet. Vi har också kunnat värma upp pelletsbädden snabbare med mindre energiåtgång, säger Tiago Ramos Ribeiro.
Det arbetet som bedrivs idag inom utvecklingsprogrammet är delvis finansierat av Swedish Mining Innovation och sker i samarbete med Luleå tekniska universitet, Kaunis Iron och Metso Outotec. Därför görs också en stor del av arbetet inom ramen för så kallad grundforskning. – Vi tittar på enskilda pellets likväl som att vi genomför större tester. Luleå tekniska universitet kommer framför allt genomföra småskaliga tester medan vi på LKAB fokuserar på större tester, på omkring 100 kilo pellets. Det lägger grunden för den kunskapen vi behöver för att skala upp processen till full skala, säger Tiago Ramos Ribeiro och fortsätter;– Vår förhoppning är att vi ska kunna åstadkomma en snabbare och en mer komplett oxidation av pelletsen.
För att komplicera frågan ytterligare består LKAB:s pelletspark av två olika typer av verk. Den ena varianten bränner pelletsen stegvis på en bädd medan den andra varianten tillför den största mängden värme i kiln, i en slags roterande ugn. Det innebär också att det så kallade straight grate-verket, som finns i Malmberget, på förhand är en något enklare uppgift att lösa. – Syrgasen går hårdare åt mot vår infrastruktur och materialet i de fasta anläggningarna. Det är en fråga som blir högst aktuell för framtiden och som handlar om säkerhet, säger Björn Åström.
