La Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos (EPA) tiene algo llamado "Superfondo". Según la página web de la EPA, un programa Superfund es "responsable de la limpieza de algunos de los terrenos más contaminados del país y de responder a emergencias medioambientales, vertidos de petróleo y desastres naturales". Para proteger la salud pública y el medio ambiente, el programa Superfund se centra en marcar una diferencia visible y duradera en las comunidades, garantizando que la gente pueda vivir y trabajar en lugares sanos y vibrantes."

Como se indica en la página web del Superfondo de la EPA, en la actualidad hay unos 1.400 emplazamientos del Superfondo y unos cientos de emplazamientos propuestos. En ellos, el gobierno es responsable de supervisar y limpiar los lugares, exigiendo en gran medida a los propietarios que paguen por la supervisión y la limpieza, pero muchas veces la supervisión y la limpieza se realizan con el dinero de los contribuyentes. Muchos de estos lugares son minas de metales en las que los productos químicos y los metales pesados se filtran a las aguas de Estados Unidos. Muchas veces, la limpieza se limita a tapar los materiales in situ y a construir muros de contención subterráneos y pozos de extracción para aislar y eliminar los contaminantes de las aguas de Estados Unidos. En todos los casos relacionados con la lixiviación de sustancias químicas y metales pesados, se instalan pozos de control para garantizar la eficacia de las medidas paliativas y se realiza un seguimiento continuo debido al riesgo de fugas. En los casos de muros, revestimientos y taponamiento para la eliminación permanente in situ, este terreno se pierde efectiva e irrevocablemente para el público y no es posible ningún uso posterior. Con respecto a los emplazamientos no incluidos en el Superfondo y a los incluidos en el Superfondo en los que el gobierno ha permitido el vertido permanente de residuos, se pierden de forma permanente miles de acres de terreno en Estados Unidos. Aunque la minería es una parte necesaria de la vida en el planeta, conceder la pérdida permanente de tierras para el almacenamiento de residuos mineros cuando la pérdida es innecesaria, es un problema.

La Tabla Periódica de los Elementos separa los metales en Metales Alcalinos, Metales Alcalinotérreos, Metales de Transición y Otros Metales. Independientemente de la caracterización y de la clasificación primaria, la mayoría contienen muchos subproductos iguales o similares, como sílice (SiO2), calcio (Ca), sodio (Na) e hidrógeno (H), por nombrar algunos. Este hecho se pone de manifiesto en la extracción de aluminio, litio, oro, cobre, uranio y muchos otros, donde los subproductos se almacenan de alguna manera cerca del lugar de extracción y después de extraer el metal primario. Con la excepción de la minería de minerales para agregados de materiales de construcción, toda la minería de extracción de metales requiere un procesamiento significativo. Parte del procesamiento deja materiales peligrosos, como metales pesados, radiactividad y residuos químicos indeseables. Si se hace correctamente, se mitigan todos los riesgos y los residuos se transforman en productos útiles y valiosos.

Utilizar vehículos y camiones eléctricos es una forma estupenda de reducir la huella de carbono de una organización, siempre que la energía para cargar los vehículos se haya hecho de forma responsable, y siempre que los residuos de la producción de litio utilizado en la batería se consuman de forma constructiva. De lo contrario, conducir un vehículo eléctrico entre montañas de residuos procedentes de la extracción y el refinado no será necesariamente agradable ni posible. Del mismo modo, el ordenador utilizado para escribir este documento tiene muchos componentes de aluminio, litio y otros metales que hacen posible la escritura, pero los residuos generados por la producción son más que una monstruosidad en muchas comunidades. Se ha convertido en un peligro y ha sido un peligro deliberadamente pasado por alto durante décadas.

ALUMINA -

La producción de alúmina es una industria inmensa y el aluminio se utiliza en miles de productos, como envases de bebidas, aviación, electrónica, materiales de construcción, viajes espaciales, motores eléctricos y de hidrocarburos, procesos químicos y muchos otros productos. El aluminio es uno de los muchos materiales estratégicos incluidos en la lista de la Agencia Logística de Defensa del Departamento de Defensa. Aunque el reciclaje de aluminio se produce de forma masiva, anualmente se producen alrededor de 130 millones de toneladas métricas, lo que contribuye con alrededor de 240 millones de toneladas métricas de residuos de bauxita a los embalses anualmente. Los residuos de bauxita contienen abundante hidróxido de sodio, metales y otros componentes, y a veces radiaciones ionizantes.

El hidróxido de sodio presente en los residuos de bauxita es un producto peligroso. Los peligros consisten en la capacidad del hidróxido de sodio para digerir proteínas (nocivo para el ser humano), un pH elevado, corrosión en metales, y el hidróxido de sodio es corrosivo para el cemento Portland. El Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (NIOSH) y la Administración de Seguridad y Salud en el Trabajo (OSHA) tienen límites máximos de exposición permitidos para el hidróxido de sodio. El Departamento de Salud de Nueva Jersey - Hoja informativa sobre sustancias peligrosas indica que "la exposición a 10 miligramos por metro cúbico es inmediatamente peligrosa para la vida y la salud."

Miles de millones de toneladas de residuos siguen depositándose en decenas de miles de acres de embalses, sin que exista un plan actual de uso a gran escala aparte de tapar los embalses permanentemente o verter los residuos en grandes masas de agua. No cabe duda de que el hidróxido de sodio y las TENORM presentes en los residuos representan un riesgo inmediato y a largo plazo para los seres humanos y nuestro planeta. Todos y cada uno de los escenarios de uso beneficioso deberían y deben ponerse en práctica.

NORM es el acrónimo de Naturally Occurring Radioactive Materials (materiales radiactivos naturales). Los NORM están presentes en varios productos, como el petróleo, el carbón y varios minerales, incluidas algunas fuentes de bauxita. TENORM es el acrónimo de Technologically Enhanced Naturally Occurring Radioactive Materials (materiales radiactivos naturales mejorados tecnológicamente). Los TENORM se producen cuando los materiales que contienen NORM se procesan y los NORM se concentran aún más en el producto procesado, o en sus residuos. En los casos en que existen NORM en el mineral de bauxita, los TENORM se elevan en el lodo rojo. Las TENORM son el resultado de diversos materiales radiactivos naturales que "a veces" se encuentran en la bauxita, como el potasio 40, el torio, el cesio, el radio y el uranio, por mencionar los tipos más amplios. Todos son materiales radiactivos ionizantes, todos tienen vidas medias relativamente largas y todos no tienen un impacto positivo en la exposición humana, muy similar al RADÓN y asociado a él.

Los productores de alúmina no siempre compran mineral de bauxita que contenga NORM. Sin embargo, muchos de estos productores de alúmina encuentran mineral de bauxita en función del precio e importan el material de todo el mundo. La mayoría de los grandes vertederos tienen varias fuentes de bauxita, y es probable que algunas contengan NORM.

El proceso Bayer consiste principalmente en utilizar hidróxido de sodio (sosa cáustica) como mecanismo digestivo para extraer alúmina del mineral de bauxita. El hidróxido de sodio y otros productos que pueden extraerse de la alúmina digerida se eliminan, y los ingredientes restantes se dejan en depósitos. El residuo sobrante consiste en una combinación de hidróxido de sodio, óxido ferroso, dióxido de silicio, óxido de aluminio, hidróxido de calcio, titanio y otros materiales traza, a veces radiactivos.

FABRICACIÓN DE HORMIGÓN A PARTIR DE BARRO ROJO

La mayoría de las instalaciones de procesamiento de alúmina, si no todas, tienen registros del lugar de origen de la bauxita, y la mayoría de las instalaciones tienen información sobre diversos constituyentes de la bauxita, incluidos el aluminio, el calcio, el sílice, el hierro, el magnesio y otros materiales influyentes. Asimismo, la mayoría de los materiales de bauxita que contienen NORM elevadas han sido documentados a lo largo de los años. Aunque los constituyentes influyentes de las diversas fuentes de bauxita no son lo suficientemente variables como para alterar la receta final del hormigón, la existencia de TENORM elevadas y otras características del lodo rojo deben establecerse antes de la recuperación del lodo rojo. El estudio del emplazamiento se realiza en tres esfuerzos que consisten en una revisión de documentos, un programa de muestreo y pruebas de campo, y el desarrollo de un modelo tridimensional que incluye la mezcla de materiales variables para conseguir una baja emitancia de radiación y un producto de hormigón/cemento consistente.

Los materiales geopolímeros típicos distintos del Cold Fusion Concrete se producen utilizando hidróxido líquido y/o silicato líquido como activadores de puzolana. Cold Fusion Concrete utiliza todos los materiales secos incluyendo metasilicato sódico o potásico y/o metasilicato sódico o potásico pentahidratado como activador. El metasilicato de sodio o de potasio/pentahidrato son sales alcalinas, tienen un pH elevado y son versiones anhidras o pentahidratadas de silicatos. Los hidróxidos y/o silicatos líquidos de sodio o potasio, aunque innecesarios, pueden utilizarse junto con la tecnología del hormigón por fusión en frío y, como se demuestra en el presente documento, sin comprometer la calidad.

En términos generales, el Hormigón de Fusión en Frío es un producto químico primario de dióxido de silicio que se basa en los componentes vítreos del dióxido de silicio instalado directamente, varios minerales y materiales de desecho para lograr un contenido aproximado de SiO2 de 70%, que es extremadamente similar a la química del vidrio. Los componentes de dióxido de silicio, aluminio y calcio del lodo rojo, o el litio, oro, cobre, plata u otros residuos mineros son constituyentes primarios o mayoritarios del Hormigón de Fusión en Frío. Como tal, la sinergia entre el Hormigón de Fusión en Frío y los residuos mineros es profunda. Los componentes ferrosos y otros metales de los residuos no presentan reacciones nocivas en el producto final y los metales pesados quedan encapsulados de forma segura en su interior.

El hidróxido de sodio que se encuentra en los residuos de la bauxita es corrosivo para el vidrio o los materiales de SiO2. Sin embargo, el hidróxido de sodio se utiliza en el proceso de fabricación del metasilicato de sodio. El metasilicato de sodio es el activador primario utilizado en el Hormigón de Fusión en Frío y mientras que el hidróxido de sodio digiere los componentes vítreos para hacer metasilicato de sodio, la reformación del SiO2 durante la reacción con el agua, el calcio y el aluminio en el Hormigón de Fusión en Frío resulta en una resistencia a la corrosión posterior del hidróxido de sodio. En consecuencia, mientras que el hidróxido de sodio es típicamente corrosivo para el vidrio, la reformación de la estructura cementosa es duradera y no es susceptible a una mayor degradación en hidróxido de sodio; es beneficioso.

El secuestro de dióxido de carbono se ha convertido en un objetivo primordial que acapara la atención mundial. Desgraciadamente, la tecnología de secuestro de dióxido de carbono suele basarse en el planteamiento más simplista y tecnológicamente básico posible: añadir dióxido de carbono al hormigón Portland y convertir el hidróxido de calcio en carbonatos. El proceso tiene aspectos positivos y negativos.

La adición de dióxido de carbono a los materiales de hormigón como mecanismo de curado y secuestro puede producir beneficios a largo plazo. Con respecto a la carbonatación del hidróxido de calcio, si la molécula de carbonato de calcio se une a una molécula de dióxido de silicio vítreo, el carbonato de calcio se refina en un material resistente a la humedad y a los productos químicos. Lo mismo ocurre con las moléculas de óxido metálico que se convierten en carbonatos a partir del curado con dióxido de carbono. La molécula de cadena larga que contiene dióxido de silicio y que incluye carbonatos de calcio, hierro, magnesio, aluminio, manganeso y otros metales es de una calidad significativamente superior debido a la presencia de la unión sílice/silicio. Este proceso se da en abundancia en la tecnología del hormigón por fusión en frío, que en términos simplistas consiste simplemente en convertir moléculas de cadena corta en moléculas de cadena larga a través de enlaces covalentes.

El secuestro de carbono en el hormigón de residuos de bauxita no se limita a los componentes de calcio utilizando nuestra tecnología. Los óxidos ferrosos, de aluminio y de magnesio del residuo rico en hidróxido de sodio experimentan una disolución parcial cuando se someten a una solución inocua para el medio ambiente, que convierte los óxidos en hidróxidos fluidos y permite que el dióxido de carbono reaccione y forme carbonatos ferrosos, de aluminio y de magnesio. La disolución aumenta significativamente si el residuo se expone a otros procesos actualmente pendientes de patente. El dióxido de carbono en cualquier proceso de secuestro se introduce más eficazmente en forma de burbuja celular, vertiendo dióxido de carbono líquido en la mezcla o inyectando gas de dióxido de carbono que se distribuye uniformemente por toda la mezcla.

Para producir un material de cemento seco para su entrega a instalaciones de premezclado y su incorporación a áridos minerales y agua para mezclas de hormigón, los materiales secos de Hormigón de Fusión en Frío se combinan después de secuestrar el lodo rojo, deshidratarlo y reducir su tamaño a aproximadamente 1 a 20 micras.