Čínští vědci vyvíjejí metodu výroby síry z odpadních vod, řeší hrozící nedostatek suroviny

Čínští vědci vyvinuli metodu, jak vyrábět elementární síru z odpadních vod obsahujících sulfidy. Nová technologie by mohla pomoci chemickému průmyslu vyrovnat se s výkyvy cen a hrozícím nedostatkem této suroviny, na níž je závislá výroba kyseliny sírové i řady dalších průmyslových produktů.

V současnosti se síra získává převážně jako vedlejší produkt při rafinaci ropy. Podle odhadů by ale do roku 2040 mohl vzniknout nedostatek kyseliny sírové odpovídající 40 až 130 procentům dnešní světové produkce. Důvodem je mimo jiné postupný útlum zpracování ropy a s tím spojený pokles dostupnosti síry, zatímco poptávka po kyselině sírové v odvětvích, jako je výroba hnojiv či zpracování kovů, i nadále roste.

Řešení nabízí tým pod vedením Hao-Yi Chenga z Harbinského technologického institutu v Shenzhenu. Výzkumníci vyvinuli třífázový proces, který jako katalyzátor využívá ferrihydrit, minerál obsahující železo. Postup umožňuje z odpadní vody bohaté na sulfidy vyloučit elementární síru, kterou lze dále prodat jako surovinu pro chemický průmysl.

Metoda dokáže z jedné tuny odpadní vody vyprodukovat přibližně 100 kilogramů síry denně, což podle autorů výzkumu představuje výrazný posun oproti dosavadním způsobům čištění sulfidových odpadních vod, které se zaměřovaly především na odstranění škodlivých látek, nikoli na jejich zpětné využití.

Proces byl testován na dvou typech reálných odpadních vod – na vodě pocházející od výrobce elektroniky a na kaustickém odpadu z petrochemického závodu. V obou případech se podařilo síru úspěšně vyloučit a získat ji v použitelné formě.

Z ekonomického hlediska se výzkumníci opírají o odhadovanou tržní cenu elementární síry kolem 250 dolarů za tunu. Při této ceně by proces mohl přinášet zisk zhruba 200 dolarů na tunu zpracované odpadní vody. Cheng ovšem upozornil, že ceny síry na trhu v poslední době výrazně kolísají, a pokud by se metoda nasadila v období vyšších cen suroviny, zisk by mohl přesáhnout i 1000 dolarů za tunu.

Tým nyní plánuje navázat spolupráci s průmyslovými partnery, aby technologii otestoval ve větším měřítku a připravil ji na komerční nasazení. Cílem je ověřit, zda proces funguje spolehlivě i mimo laboratorní podmínky a při zpracování velkých objemů odpadních vod z různých typů provozů.

Ne všichni odborníci jsou ale přesvědčeni, že cesta k praktickému využití bude jednoduchá. Glen Daigger z University of Michigan upozornil, že před rozšířením technologie do reálného provozu je třeba vyřešit celou řadu otevřených otázek. Mezi ně patří například stabilita katalyzátoru při dlouhodobém provozu, náklady na jeho výrobu a regeneraci, nebo to, jak proces obstojí při zpracování odpadních vod s proměnlivým složením, jaké se v praxi běžně vyskytují.

Pokud by se ale podařilo tyto překážky překonat, mohla by metoda přinést dvojí přínos – na jedné straně by umožnila efektivnější čištění průmyslových odpadních vod obsahujících sulfidy, které jsou jinak zátěží pro životní prostředí, na straně druhé by poskytla alternativní zdroj síry v době, kdy tradiční způsob výroby prostřednictvím rafinace ropy postupně ztrácí na významu.

Otázka zásobování síry přitom není jen technickým detailem chemického průmyslu. Kyselina sírová patří mezi nejpoužívanější průmyslové chemikálie na světě a její dostupnost ovlivňuje ceny hnojiv, kovů i mnoha dalších produktů, které se do finálních cen promítají i pro spotřebitele. Proto se řešení, které by dokázalo nabídnout nový, recyklovaný zdroj síry, může v příštích letech stát předmětem zájmu nejen vědecké komunity, ale i chemických firem hledajících způsob, jak se vypořádat s očekávaným nedostatkem suroviny.