Vörösiszap

A vörösiszap a timföldgyártás során keletkezett melléktermék. Lehet veszélyes vagy nem veszélyes kategóriába sorolt hulladék, aszerint hogy mekkora a lúgossága. A két fő veszélyforrás: a lúgosság és a finom szemcseméret. Lúgosság miatti káros hatások jelentkezhetnek, a felhasználástól függően.

A vastól a bauxit is vörös. A vasásványok közül a hematit és a goethit nem vesz részt a kémiai folyamatokban és mint oldhatatlan maradék a vörösiszapba kerül. (Gánt, Magyarország)

Bár a magyar szabályozás 2002. január 1. előtt kizárólag veszélyes hulladékként kezelte a vörösiszapot, később minősíthető volt nem veszélyes hulladéknak is, az alkalmazott technológia függvényében. Itt a mulasztás a törvénykezés oldaláról is megállapítható.

A legtöbb vörösiszap tartalmaz valamennyi fém szennyezőt, de ez elmarad a veszélyességi jellemzőktől. Sőt a legtöbb fém a vörösiszapban megadott koncentrációja elmarad a hazai talajokban mérhető átlagértékektől. Szemcsemérete miatt veszélyes, kiporzást okozhat, emiatt nedvesen vagy takaróréteg alatt kell tárolni. Ha a por lúgos, annak szem- és bőrirritáló, valamint maró hatásával kell számolnunk. Belégzéssel a légcsőbe és tüdőbe jutva is jelentkezhet a lúg irritáló és maró hatása.

Létrejötte

A timföldet bauxitból állítják elő. A nyersanyagot porrá őrlik, majd nátrium-hidroxiddal (erős lúg) nagy nyomáson, 150–180 °C-on főzik. A gőz elengedése után a vizes szuszpenziót vízzel kétszeresére hígítják, majd ülepítőbe töltik. A vizes oldatot a kikeverő medencébe juttatják. A vízoldható nátrium-aluminátot vízzel elhidrolizálják alumínium-hidroxiddá, a keletkező nátrium-hidroxidot újra felhasználják. Egy tonna timföld előállításakor 1,5-2 tonna vörösiszap keletkezik.

Minden, a vízben nem oldódó komponens visszamarad. Mivel a vas-oxid (ferri-oxid) vörösesbarna, erősen színező anyag, ezért nevezik a visszamaradó, vízben nem oldható zagyot vörösiszapnak. Ezt ülepítő berendezésben választják le, majd eltávolítják. Mosóvízzel lehetőleg minél több nátrium-hidroxidot öblítenek ki belőle, hogy a visszanyert lúgot újra felhasználhassák.

A nátrium-hidroxiddal (marónátronnal) ki nem oldott maradék szilárd anyag erősen lúgos marad; pH-ja általában 10–11 közötti, a 12-t ritkán éri el. A pH ennél nagyobb értékei egyértelműen arra utalnak, hogy a vörösiszapot nem mosták át a szokásoknak megfelelően a nátrium-hidroxid visszanyerése és hasznosítása érdekében. Eredeti nedvességtartalma 40–45%; ebben az állapotában még szivattyúzható; így locsolják ki a tározó részmedencéibe (az ún. kazettákba). Víztartalmát hosszú ideig nem veszíti el, emiatt a plasztikussági határ közeli vagy a feletti állapotban van, folyósodásra hajlamos, és a meggyengült gátszakaszokon csuszamlások vagy rogyások esetén az esővízzel feldúsított zagy akár nagyobb távolságra is kifolyhat a tárolótérből.

A szárított vörösiszap normális összetétele:

• izzítási veszteség: 10%
• vas-oxid 24-45%
• alumínium-oxid 15–28%
• titán-dioxid 3–11%
• szilícium-dioxid 5–20%
• nátrium-oxid 5–12%
• kalcium-oxid 1–3%

1% alatti mennyiségben gallium-, vanádium és ritkaföldfém-oxidok is találhatók benne. A vörösiszap radioaktivitása mintegy 10–20-szorosa a talajok átlagának, ekképpen alacsony aktivitása miatt a sugárzás veszélye elhanyagolható.

Mivel a bauxit összetétele meglehetősen változékony, az egyes lelőhelyekről származó, külön tározókban, kazettákban felhalmozott vörösiszap összetétele jelentősen eltérhet a fentebb megadott irányadó értékektől. Erdélyben például előfordul 68% vasoxid-tartalmú vörösiszap is.

A vörösiszap összetétele

Az almásfüzitői vörösiszap jellemzői alapján nem veszélyes hulladék.

• talajjavító hatása:

Lúgossága miatt alkalmas lehet talajjavításra, tápanyagpótlásra. A lúgosság befolyásolhatja a talaj ionmegkötő és ioncserélő képességét.

Speciális tápanyagpótlásra is alkalmas, a cukorrépa nátrium tartalmát pótolhatja.

Ugyanígy a borsó-félék vas tartalmát is pótolhatja.

Lúgossága és reológiai tulajdonságai miatt elvileg alkalmas lehet termesztőközeg előállítására. Vörösiszaphoz kevert pernyével és szerves anyagokkal termesztőközeg is előállítható.

A vörösiszap növeli a foszfor visszatartást a homokos talajokban.

Szemcsemérete és tixotróp tulajdonsága révén alkalmas lehet talajlazításra, befolyásolhatja a talaj textúráját.

Alkalmas lehet kémiai stabilizálásra, azaz szennyezőanyagok megkötésére. Csökkenti ugyanis a fémek mozgékonyságát fémmel szennyezett talajoknál.

Bayer-féle körfolyamat

Bayer-féle körfolyamat ábrája

Karl Joseph Bayer 1892-ben szabadalmaztatta a bauxit nátronlúgos feltárását. Jelenleg a világ timföldtermelésének 90%-át a Bayer-eljárással állítják elő. A Bayer-eljárás során felhasznált lúgot a gazdaságosabb műveletvégzés érdekében körfolyamat-szerűen alkalmazzák.

1. Bauxit törése, aprítása
2. Beállítás
3. Kovasavtalanítás
4. Feltárás
5. Vörösiszap elválasztása
6. Kikeverés
7. Kalcinálás

A timföldgyárakban alkalmazott Bayer-féle körfolyamat vagy röviden Bayer-eljárás azon alapul, hogy a bauxitércben lévő alumínium-oxid hidrátok oldhatósága lúgoldatokban a hőmérséklet és a lúgkoncentráció függvényében nagymértékben változik. Az eljárás részfolyamata a „feltárás”, melynek lényege, hogy a megőrölt bauxitból katalizátor jelenlétében, nátronlúggal, magas hőfokon kioldják annak alumíniumtartalmát, majd a lehűtött, ülepített oldatból a „kikeverés” folyamatában alumínium-hidroxidot kristályosítanak és „bepárlással” marónátront nyernek vissza. A bauxitércből visszamaradó egyéb ásványok elegye erősen lúggal szennyezett veszélyes hulladék. Ez a vörösiszap, aminek elhelyezése speciális tárolót igényel.

Felhasználási lehetőségek

Gruiz Katalin: Almásfüzitői vörösiszap

Építőipari hasznosítás, építőanyagkénti hasznosítás

• Cementgyártás
• Aggregátorok előállítása
• téglagyártás adalékanyaga
• Geopolimerek, alumíniumszilikát alapú geopolimerek a cement kiváltására: Si-Ol-Al-O-Si-O – váz

Vegyipari felhasználás

• Katalizátorok
• Szorbensek
• Kerámia
• Bevonat
• Műanyagok
• Pigmentek gyártása

Környezettechnológia

• Szennyvíz és más elfolyó vizek kezelése
• Savas bányavizek kezelése
• Szennyezett talaj kezelése
• Savas füstgázok és véggázok kezelése: SO₂ elnyeletés lúgos vörösiszapban semlegesítés céljából, CO₂ elnyeletés lúgos vörösiszapban: karbonizáció semlegesítés és szilárdságjavítás

Agráripari felhasználás

• Általános talajadalék
• Talajok pH-normalizálása
• Foszforháztartás javítás, foszforvisszatartás
• Szennyezett talajokra
• Bórhiány pótlására

Fémipar, fémfeldolgozás

• Fémvisszanyerés, kinyerés vörösiszapból
• Acélgyártás
• Mikrokomponensek kinyerése

Bánvölgyi György és Tran Minh Huan összefoglalása alapján Kolontár-jelentés, (125. p.)

• savanyú talajok javítása;
• nehézfémek megkötése a talajban;
• tápanyagok, mint foszfor megtartása mezőgazdasági talajokban;
• kerámiák (csempe és padlólap) gyártása;
• téglagyártás;
• útépítésnél; különösen a vörösiszap durva frakciója
• összetevő a cementiparban;
• adalékanyagként vaskohászatban;
• töltőanyag a gumi- és műanyagiparban;
• pigment a festékgyártásban;
• füstgázok CO₂, illetve SO₂ tartalmának megkötésére
• adszorbensek és katalizátorok gyártása során nyersanyag
• víz- és szennyvízkezelésre szolgáló szerek nyersanyaga

Környezetkárosító hatása

• Magas NaOH-tartalma miatt lúgos kémhatású, veszélyes hulladék. Ha a természetbe kerül, akkor a lúgnak önmagában nincs hosszú távú környezeti hatása, mivel a víz felhígítja, viszont addig maró hatása kipusztítja a növényzet egy részét.
• Az iszap nehézfém-tartalma (ólom, higany, arzén, kadmium, tallium) nem túl jelentős, az iszap nem mérgező. Éppen ellenkezőleg: bányászati-nehézipari hulladékokkal szennyezett talajok vizsgálata igazolta, hogy a vörösiszap hozzáadása jelentősen csökkenti a nehézfémek fölvehetőségét: a vörösiszap ezen anyagok jelenleg ismert egyik leghatékonyabb stabilizáló szere.
• A felszíni, illetve felszín alatti vizekbe jutva a vörösiszapból kioldódó nátrium-hidroxid jelentősen károsíthatja azok élővilágát; nagyobb mennyiségben tömeges halpusztulást okozhat.
• Radioaktív hatása mérsékelt (a normál talajénak 10–20-szorosa); gyakorlatilag veszélytelen.

Keletkezése Magyarországon

Magyarországon a vörösiszapot nem dolgozzák fel, csak tárolják. Az óriási tározók környezeti kockázata igen nagy, ezért az anyagot szigorú szabályok szerint kell tárolni.

A Bayer-féle timföldgyártás kikerülhetetlen mellékterméke a sok vörösiszap. Az évtizedek alatt összesen 55 millió tonna vörösiszap halmozódott fel a zagytározókban szerte az országban; ez Magyarországon a legnagyobb tömegben előforduló veszélyes hulladék.^[forrás?]

Bauxitbányák

• Gánt é. sz. 47° 22′ 39″, k. h. 18° 23′ 45″47.377583333333, 18.395783333333

Alumíniumgyárak

• Az Ajkai Timföldgyár 1997-ben került az új tulajdonoshoz. Az 1997-et megelőző 55 év alatt több mint 10 millió tonna vörösiszap halmozódott fel az erre kialakított tározókban. A telephelyet Veszprém megyében, Ajka délnyugati részén, közvetlenül a Székesfehérvár-Szombathely vasútvonal északi oldalán, a város külterületén építették fel. Déli határa a vasútvonal, aminek túloldalán a Bakonyi Erőmű Rt. salakpernye hányója és néhány lakóház áll. Keleti szomszédja a Bakonyi Erőmű Rt. telephelye, déli irányba mezőgazdasági területek vannak, nyugatnak pedig a vörösiszap kazetták. A vörösiszap kazettákon túl 1 km-rel Kolontár, dél felé 1,7 km-nyire Padragkút falu található. A telephelyből 62,258 ha az üzemi terület, 174,3 ha pedig vörösiszap tároló.

• Mosonmagyaróvári Timföld- és Műkorundgyár Zrt. (MOTIM) - a timföldgyártást, annak gazdaságtalansága miatt 2002. május 28-án leállították, a timföldgyár területén egy 200 ezer köbméter befogadóképességű hulladéklerakó épült fel.
• Almásfüzitői Timföldgyár (ma már nem működik)

Vörösiszap zagytározók Magyarországon

Magyarországon több helyen is tárolnak az ajkai tározókban tárolt, hasonlóan veszélyes hulladéknak minősülő, vörösiszapot.

Hely		Leírás
Ajka mellett (nyitott)	é. sz. 47° 05′ 15″, k. h. 17° 29′ 52″47.087483333333, 17.497866666667	Az Ajkai Timföldgyár 10 tározójában 50 millió köbméter szürke- és 30 millió köbméter vörösiszapot tárolnak.
Almásfüzitő 85%-ban rekultivált (zárt)	é. sz. 47° 43′ 35″, k. h. 18° 16′ 51″47.72645, 18.2809	Az egykori Almásfüzitői Timföldgyár 200 hektáros területen elterülő zagytározói közvetlenül a Duna mellett találhatók, és hét kazettában összesen 12 millió köbméter hulladékot tartalmaznak. A tározók kezelése a Tatai Környezetvédelmi Zrt. kezében van. Korábban a környező településeken, Almásfüzitőn és Dunaalmáson a vörös por belepte a házakat és légzőszervi megbetegedéseket okozott. A hét tározó közül hatot már lefedtek, hogy szél ne fújja a kiszáradt vörösiszap porát. A VII-es számú tározót a cég egy hulladékok hasznosításával készülő mesterséges talajjal fedi le, a terület kétharmadával végeztek, a munka előreláthatólag 2015-ben fejeződik be. A rekultivált területeket füvesítették és fákkal ültették be, az évek során az állatvilág is visszatért a területre.
Neszmély (nyitott)	é. sz. 47° 44′ 01″, k. h. 18° 23′ 35″47.733633333333, 18.392966666667	5 millió tonna vörösiszapot a neszmélyi Kántorkerti-patak völgyében megépített völgyzárógát mögött halmoztak fel, amit az Almásfüzitői Timföldgyár rakott le.
Mosonmagyaróvár (zárt)	é. sz. 47° 52′ 12″, k. h. 17° 14′ 15″47.8701, 17.2375	A Motim Zrt. tulajdonában álló Mosonmagyaróvári Timföldgyár tárolói a várostól néhány száz méterre találhatók. A benne levő anyag az ajkaihoz képest jelentősen sűrűbb; szűrés után nagynyomású szivattyúval történt a feltöltés. A zárt tárolókat 20 cm agyaggal, majd kb. 50 cm földdel fedték be, arra pedig speciális akác-cserjéket ültettek. A rekultivációra a cég kb. 2 milliárd forintot költött.

Vörösiszap tározók Európában és hogyan tárolják a világban:

Szlovákia: http://www.parameter.sk/rovat/belfold/2010/10/06/vorosiszap-ellenorzik-szlovakiai-tarozokat
Románia: https://web.archive.org/web/20160305195928/http://erdely.ma/kornyezetunk.php?id=75758&cim=romaniaban_tobb_vorosiszap_tarozo_is_szennyez
Franciaország: http://www.robindesbois.org/dossiers/boues_rouges/boues_rouges_fleche.pdf Archiválva 2012. május 14-i dátummal a Wayback Machine-ben 
USA, Franciaország, India, Görögország, Japán Kína: https://web.archive.org/web/20101009035708/http://www.redmud.org/Disposal.html#unitedstates

Környezeti katasztrófák

A korzikai vörösiszap szennyezés és élővilág pusztulás

A Montedison olasz vállalat tulajdonában lévő vegyipari üzem a toszkánai Scarlino közelében, a festékanyagokhoz használt titán-dioxid gyártása során keletkező vörösiszapot engedte bele a Földközi-tengerbe, hosszú időn keresztül. Ennek eredményeként jelentős élővilág-pusztulás következett be Korzika partjainál. A gyár az eset 1972-es nyilvánossá válása után még csaknem hét hónapon keresztül engedte bele a vörösiszapot a Földközi-tengerbe, a jogi huzavona pedig évekig elhúzódott. A cég öt vezetőjét 1974-ben felfüggesztett börtönre és nagy összegű pénzbüntetésre ítélték.

2010. október 4-én 12.25-kor a kolontári gát átszakadása miatt több települést elöntött a lúgos, mérgező zagy. A katasztrófa 10 halálos áldozatot követelt.

Az ajkai zagytározó gátszakadása Magyarországon

2010. október 4-én átszakadt a Magyar Alumínium Termelő és Kereskedelmi Zrt. Ajka és Devecser közötti, 400×600 m-es vörösiszap-tárolójának gátja. A kiömlő egymillió köbméternyi zagy elöntötte Kolontár, Devecser és Somlóvásárhely mélyebben fekvő részeit. A termőtalajok átlagánál több nehézfémet tartalmazó, erősen lúgos kémhatása miatt maró hatású ipari hulladék körülbelül 40 négyzetkilométeren terült szét, felbecsülhetetlen gazdasági és ökológiai károkat okozva az Ajkai kistérségben. Tíz ember meghalt, a sérültek száma több mint 150. A tevékenységi körében katasztrófát okozó cég ügyvezetőjét egy hetes hezitálás után előzetes letartóztatásba helyezték.

Kapcsolódó szócikkek

• Bauxitbányászat Magyarországon
• Bauxit
• Timföld
• Alumínium
• Elektrolízis

Irodalom

• Robert Ramsay: The Corsican time bomb (A korzikai időzített bomba) (Manchester University Press, 1983) ISBN 978-0719008931
• Horváth A., Szabados M., Pápai D., Virágh Z., Schiefner Kálmán: A legfontosabb ipari szennyező források jellege Ajkán és Pápán Egészségtudomány 1987.
• Bohár Gyula: Vörösiszap tározók rekultivációja, megkötése, fásíthatósága, 1988
• OECD Environment Monographs No 96, Paris, 1995

További információk

• ELTE vörösiszap kislexikonja. www.chem.elte.hu
• A gánti bauxitbánya képekben. keptar.karpat-medence.hu (Hozzáférés: 2021. április 30.) arch
• Almásfüzitői vörösiszap-tározók porzásmentesítése. almasfuzito.tkv.hu
• Red Mud Project]. www.redmud.org (angolul) (Hozzáférés: 2010. október 5.) arch
• Review of Bauxite Residue “Re-use” Options. www.asiapacificpartnership.org (angolul) (Hozzáférés: 2010. október 7.) arch
• Somlai János, Tarján Sándor, Kanyár Béla: A "Bomlás virágai" Radioaktív sugárzások és környezetünk. 5mp.eu. Radioökológiai Tisztaságért Társadalmi Szervezet