باحث مصري يحول نفايات الصلب إلى حديد ويحقق مكاسب بيئية واقتصادية
تاريخ النشر: 3rd, July 2023 GMT
نجح المهندس المصري حازم الشيخ وفريقه البحثي بالجامعة الألمانية بالقاهرة (GUC) في ابتكار تقنية جديدة تمكن صناع الصلب من إعادة استغلال فضلات عملية التصنيع المعروفة باسم "قشور الدرفلة" (Mill Scale) عبر تحويلها إلى حديد.
وناقش الشيخ هذا المشروع، وعلق على نتائج دراسته خلال منتدى "صناعة الصلب" بالشرق الأوسط الذي نظمته جمعية "تكنولوجيا الحديد والصلب" (AIST) لأول مرة في الشرق الأوسط بالعاصمة المصرية خلال يونيو/حزيران الماضي.
وقبلت الدراسة للنشر في دورية "ريزالتس إن ماتيريالز" (Results in Materials)، وتم نشر مسودة أولية على موقع "إس إس آر إن" (SSRN) في 6 يونيو/حزيران الماضي.
التخلص من فضلات صناعة الصلب ضروريقشور الدرفلة هي طبقة من الحديد المؤكسد التي تغطي سطح الحديد الساخن (بسبب تعرضه للهواء) أثناء عمليات صناعة الصلب، وتركها دون إزالة يسبب مشكلات عدة، منها صدأ الصلب المنتج، وإضعاف قوته، وصعوبة التعامل معه باستخدام اللحام، لذا تزال تلك القشور.
ويوضح الشيخ المؤلف الرئيس للدراسة أن مصر تنتج سنويا نحو 200-300 ألف طن من هذه القشور دون وجود إمكانية استخدامها بصورة مباشرة، فيقوم المعنيون بتصديرها للخارج بمبالغ بسيطة إلى الدول التي تستطيع إعادة استخدامها، ويستخدم جزء منها في صناعات الإسمنت وتقنيات تنقية المياه.
لذا سعى الفريق البحثي إلى تطوير تقنية، بسيطة غير مرتفعة التكلفة، تسهم في إعادة تحويل هذا الحديد المؤكسد إلى حديد قابل للاستخدام من جديد في صناعة الصلب.
مصر تنتج سنويا نحو 300 ألف طن من قشور الدرفلة دون وجود إمكانية لاستخدامها بصورة مباشرة (شترستوك) ابتكار غير معقد ونتائج مميزةويشرح الشيخ التقنية الجديدة قائلا "يعتمد المشروع على استخدام ما يعرف باسم الفرن الدوار القلاب (Tilting rotary furnace) حيث تخلط قشور الدرفلة بالفحم تحت درجة حرارة مرتفعة ما بين 900 و1200 درجة مئوية، مما ينتج عنه تكون حديد ناعم، ثم يتم رفع الحرارة من جديد إلى نحو 1350 درجة مئوية.
ويتمثل الناتج النهائي لهذه العملية في "كرات" من الحديد، ويمنع هذا الشكل الكروي تعرض الحديد للأكسدة من جديد، ويصير بالإمكان شحن تلك الكرات لمصانع الصلب لإعادة استغلالها كحديد.
ويؤكد الشيخ أن نسبة استعادة الحديد من قشور الدرفلة وصلت إلى نحو 90% من الحالة المعدنية (أي 90% من الحديد) والمشروع قيد التنفيذ بالفعل، ويوجد نموذج أولي ينتج نحو ألف طن من الحديد شهريا.
وللتعليق على نتائج هذه الدراسة، أجرت الجزيرة نت حوارا مع الأستاذة الدكتورة إيمان صلاح المحلاوي، أستاذ هندسة المواد والفلزات كلية الهندسة جامعة القاهرة، وعضو مجلس إدارة جمعية تكنولوجيا الحديد والصلب.
وتوضح المحلاوي قائلة "لقد أجريت محاولات عدة سابقة تهدف إلى تحويل النفايات الصلبة إلى حديد صالح لإنتاج الصلب، وحققت تلك المحاولات نتائج جيدة لكنها عانت عقبات عدة أهمها عدم استعادة نسبة كبيرة من الحديد، وهو ما حققه الشيخ، فالاعتماد على تقنيته أدى إلى إنتاج مادة تحتوي على نحو 90% من الحديد، وهي النسبة الأعلى على الإطلاق".
الباحثون يسعون لاستخدام الهيدروجين الأخضر مستقبلا لاختزال الحديد بهدف التكيف مع التغيرات المناخية (شترستوك) مكاسب اقتصادية وفوائد بيئيةيسهم تحويل النفايات الصلبة إلى حديد في تعظيم مكاسب قطاع صناعة الصلب بوجه عام، ويشير الشيخ إلى أن سعر تصدير تلك النفايات لم يتعد 50 دولارا للطن الواحد، بينما قد يصل سعر طن الحديد المستعاد منها إلى نحو 400 دولار.
وعلى صعيد آخر، تمثل تلك النفايات تحديا بيئيا كبيرا، فهي قابلة للاشتعال ويصعب التخلص منها، وإعادة تحويل هذه النفايات لحديد تسهم في الحد من آثار التلوث التي تسببها، ويسعى القائمون على المشروع لاستخدام الهيدروجين الأخضر مستقبلا بدلا من الفحم لاختزال الحديد، الأمر الذي يحد من إنتاج الكربون ويسهم في التكيف مع التغيرات المناخية.
ولتحقيق هذه المكاسب، ينبغي التمكن من استخدام هذه التقنية على نطاق واسع، وهو ما أكدته الدكتورة المحلاوي موضحة "يمكن إضافة خطوات هذا المشروع إلى أقسام الصهر بمصانع إنتاج الصلب لتحويل النفايات الصلبة مباشرة إلى حديد من أجل إعادة استخدامه، لكن تحقيق هذا يتطلب إجراء بعض التجارب الإضافية نظرا لاختلاف نوع الأفران الموجودة في تلك المصانع عن الفرن المستخدم بالتعامل مع النفايات".
خطوات عدة قادمةيعمل الفريق البحثي حاليا على تطوير إنتاجية مشروعهم بهدف زيادة كمية الحديد من ألف إلى ألفي طن بحلول عام 2024، ويسعون إلى إجراء مختلف التجارب بهدف تعميم استخدام التقنية في مصر والشرق الأوسط، إلى جانب تعظيم نسبة استعادة الحديد جراء الاعتماد على تقنيتهم المتطورة.
وتختتم المحلاوي حديثها قائلة "هذه التقنية نتاج مشروع الماجستير البحثي الخاص بالمهندس الشيخ، ولقد شرفت أن أكون من يناقش رسالته، وسعيدة بخروج المشروع إلى النور، وقد استطاع بالفعل تحويل النفايات إلى مواد قيمة تحقق مكاسب كبرى لصناعة الحديد".
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
وضع برامج توعية بيئية في الجامعات الحكومية
أوصى المجلس الأعلى لشئون التعليم والطلاب نواب رؤساء الجامعات بوضع برامج توعية بيئية تتضمن عرض أفلام قصيرة حول البيئة وقضاياها المختلفة، مثل التغيرات المناخية وغيرها.
جاء ذلك خلال الاجتماع الدوري للمجلس الأعلى لشئون التعليم والطلاب برئاسة الدكتور مصطفى رفعت أمين المجلس الأعلى للجامعات، بحضور عدد من رؤساء الجامعات، وأعضاء المجلس من نواب رؤساء الجامعات لشئون التعليم والطلاب، بمقر أمانة المجلس الأعلى للجامعات .
ونبه المجلس بالتأكيد على دعوة طلاب الجامعات للمشاركة في الأنشطة المجتمعية المتعلقة بالحفاظ على البيئة ورفع التقارير الخاصة بها عبر البند الذي تم استحداثه على المنصة.
فحص الكفاءة البدنية للطلاب الجدد في الجامعاتوفي إطار مشاركة وزارة التعليم العالي والبحث العلمي في مبادرة "بداية جديدة لبناء الإنسان" ضمن مبادرة رئيس الجمهورية للتنمية البشرية، ومن خلال برنامج "أتعلم بصحة"، الذي يتضمن إجراء فحص الكفاءة البدنية لجميع الطلاب الجدد في الجامعات المصرية، وعددهم 650 ألف طالب.
ويهدف البرنامج إلى إنشاء قاعدة بيانات تتضمن (الوزن والطول) لكل طالب، لوضع رؤية إستراتيجية لرفع الكفاءة البدنية لطلاب الجامعات، أكد المجلس لدى نواب رؤساء الجامعات لشئون التعليم والطلاب بضرورة سرعة إدخال البيانات المطلوبة لضمان تنفيذ البرنامج بشكل فعال.
ناقش المجلس عددًا من الموضوعات الهامة، أبرزها إطلاق مسابقة (أفضل جامعة في الأنشطة الطلابية) برعاية الدكتور أيمن عاشور وزير التعليم العالي والبحث العلمي.
وجاءت هذه المسابقة في إطار توجيهات التي تهدف إلى الاهتمام بشباب الجامعات، وتعزيز دور الأنشطة الطلابية في بناء شخصياتهم السوية، وتعميق روح الولاء والانتماء لديهم، والتأكيد على أهمية خلق جيل واعٍ وقادر على البناء والإبداع.
واستمع المجلس إلى العرض المقدم من الدكتور مستشار الوزير للأنشطة الطلابية ومدير معهد إعداد القادة، ووكيل المعهد حول معايير مسابقة "أفضل جامعة للأنشطة الطلابية" بالجامعات، والتي شملت النقاط التالية: (توافق خطط الأنشطة مع الإستراتيجية الوطنية للتعليم العالي، التصور المقترح لخطة الأنشطة الطلابية وتنمية الموارد المالية اللازمة، دور مراكز التدريب الطلابي في دعم الأنشطة وتنفيذ نماذج محاكاة، حجم المشاركات الطلابية في الأنشطة على مستوى الجامعات والكليات، مشاركة الجامعات في الأنشطة القومية والدولية، دور الجامعات في دعم الأنشطة للطلاب ذوي الهمم، المشاركات في أنشطة خدمة المجتمع وتنمية البيئة، قياس رضا الطلاب عن الأنشطة عبر استبيانات دورية، دعم ورعاية الموهوبين والمبتكرين، الأنشطة المرتبطة بالمبادرات الطلابية وريادة الأعمال، التزام الجامعات برفع الأنشطة على المنصة المخصصة وتوثيقها بفيديوهات ابتكارية.