Przemysł często wytwarza odpady, z którymi nie ma co zrobić. Tak jest w przypadku produkcji np. nawozów fosforowych. Naukowcy z Krakowa zrobili krok na drodze do zamiany odpadów na materiały izolacyjne.
Odpad nazywa się fosfogips i z braku lepszego pomysłu składuje się go na hałdach, takich jak w Wiślince niedaleko Gdańska. Trafia tam z Gdańskich Zakładów Nawozów Fosforowych. Na przełomie lat 60. i 70. zakładano, że materiał będzie tymczasowo składowany w wyrobisku po starej cegielni o głębokości ok. 10 m. Dół rychło jednak osiągnął poziom gruntu, a potem zaczęła w tym miejscu przyrastać hałda. Władze zapowiadały, że nie przekroczy ona 18 m wysokości; z taką samą stanowczością wyznaczono potem barierę 40 m. Dzisiaj ma o jeden metr więcej i wraz z okalającymi ją rowami ma 34 ha powierzchni; jej eksploatacja zakończyła się w 2008 r.
Przy produkcji jednej tony nawozu powstaje od 4 do 5 ton fosfogipsu i tylko gdańskim zakładom udało się w trakcie kilkudziesięciu lat produkcji zrzucić na hałdę ok. 18 mln ton tego materiału. Kilka lat temu o hałdzie zrobiło się głośno, bo fińscy badacze ogłosili, że składowisko jest nieszczelne i zanieczyszcza środowisko, w tym Bałtyk. Podobna hałda znajduje się w miejscowości Police pod Szczecinem, gdzie fosfogips składują tamtejsze zakłady chemiczne.
Gdyby udało się znaleźć sposób na wykorzystanie materiału, zniknęłyby hałdy, a produkowane na bieżąco odpady znalazłyby zastosowanie. Opracowanie takiej metody stało się przedmiotem badań zespołu naukowców krakowskiego Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych oraz Akademii Górniczo-Hutniczej. – Literatura naukowa już od dawna sugerowała, że istnieje możliwość ponownego wykorzystania fosfogipsu – mówi dr Paweł Pichniarczyk z ICiMB.
Eureka DGP: Pływająca kosiarka na bagnach
Eureka DGP: Pływająca kosiarka na bagnach

Zobacz również
Celem naukowców było opracowanie metody rekrystalizacji gipsu do postaci włókien, które potem można byłoby poddać dalszej obróbce. W efekcie otrzymany zostałby materiał, z którego można byłoby produkować między innymi wełny izolacyjne o podobnych właściwościach do stosowanych obecnie wełen mineralnych i szklanych. – Musieliśmy więc opracować również sposób połączenia włókien gipsowych z żywicami polimerowymi, bo sam gips chłonie wodę, ale już z natury ma właściwości ognioochronne. Docelowa wełna musi być zatem ognio- i wodoodporna – tłumaczy dr Pichniarczyk. Konieczność połączenia gipsu i żywicy odpowiada za oficjalną nazwę wynalazku, jaką jest „włóknisty kompozyt gipsowo-organiczny”.
Zespołowi, w skład którego oprócz dr. Pichniarczyka wchodził również dr Henryk Szeląg z ICiMB, a także prof. Jan Małolepszy i dr Grzegorz Malata z AGH, udało się w czasie półtora roku badań tak dobrać parametry reakcji, aby końcowy produkt spełniał ich wymagania jakościowe i wytrzymałościowe. Na razie kompozyt został otrzymany w niewielkich ilościach. Czym innym jednak jest produkcja na skalę laboratoryjną, czym innym na skalę przemysłową. Przed wprowadzeniem materiału do produkcji trzeba by jeszcze przeprowadzić próby w skali technicznej, demonstracyjnej. Dopiero wtedy technologia byłaby gotowa do wejścia na rynek.
Jak zapewniają naukowcy z Krakowa, dotychczasowe prace dają przesłanki, by sądzić, że nie byłoby to trudne. Tym bardziej że zastosowana przez nich technologia wiąże się dla potencjalnego wytwórcy z dużymi korzyściami. – Przede wszystkim obecnie stosowane technologie wytwarzania włókien mineralnych i szklanych wymagają temperatury rzędu tysiąca stopni Celsjusza. Nasz proces prowadzony jest w temperaturze bliskiej 100 st.C. A to oznacza spore oszczędności przy rachunku za energię, a więc przy kosztach stałych produkcji – mówi dr Pichniarczyk. Dodatkowym atutem jest relatywnie łatwa dostępność surowca, który zalega na hałdach, a oprócz tego jest regularnie wypluwany z zakładów chemicznych. Surowiec będący materiałem odpadowym, którego i tak trzeba się pozbyć, nie powinien być zbyt drogi. To dodatkowo powinno zapewnić oszczędności, tym bardziej że w chwili obecnej nie widać innych zastosowań dla fosfogipsu (np. przez wzgląd na niekorzystny skład chemiczny nie da się go wykorzystać jako zwykłego gipsu).
Zaletą technologii jest też rynek zbytu. Wełny izolacyjne są w powszechnym użyciu, przede wszystkim w budownictwie jednorodzinnym jako izolacja dla dachów i ścian. Zwłaszcza w kontekście priorytetów unijnej polityki energetycznej, w której oprócz zielonych technologii równie ważną rolę grają inwestycje w energooszczędność, a jak wynika z ogólnego bilansu energetycznego krajów Wspólnoty (łączącego zużycie energii elektrycznej oraz w ciepłownictwie), ponad 40 proc. stanowi ogrzewanie. Doktor Pichniarczyk nie ukrywa, że ze strony potencjalnych partnerów zainteresowanie technologią – która otrzymała już kilka nagród, m.in. srebrny medal na VI Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Wynalazków IWIS oraz została zgłoszona do ochrony patentowej – już jest, nie chce jednak podawać żadnych szczegółów.
W przypadku hałdy w Wiślicy technologia pozwoliła ograniczyć straty dla środowiska. Już teraz Gdańskie Zakłady Nawozów Fosforowych wykorzystują wycieki z hałdy do swojej bieżącej produkcji; w ciągu kilku najbliższych lat zużyją całą wodę ze zbiornika retencyjnego przylegającego do hałdy. Jeśli udałoby się jeszcze wdrożyć technologię z Krakowa, być może w kilka lat można by było zlikwidować również samą hałdę.
Celem naukowców było opracowanie metody rekrystalizacji gipsu do postaci włókien, które potem można byłoby poddać dalszej obróbce. W efekcie otrzymany zostałby materiał, z którego można byłoby produkować między innymi wełny izolacyjne