FoU

Vätgas kan ge renare järn ur stålverksslagg

Termodynamiska beräkningar visar att vätgas kan återvinna järn ur järnrik slagg från ljusbågsugnar och samtidigt begränsa mängden fosfor, krom och mangan som följer med. Kol är fortfarande det starkare reduktionsmedlet när järnhalten sjunker, och resultaten behöver nu verifieras experimentellt.

Redaktionen 3 september, 2026 • 3 minuters läsning

När stål tillverkas i en ljusbågsugn bildas en så kallad svart slagg. Den innehåller bland annat kalcium-, kisel-, magnesium- och järnoxider. Halten järnoxid, FeO, kan enligt forskarna uppgå till omkring 45 viktprocent, vilket gör slaggen till en möjlig sekundär järnråvara.

I en studie publicerad i Journal of Sustainable Metallurgy jämför Raquel Sánchez, Javier Esteban-Quiles, Félix A. López och Carola Celada-Casero vätgas och kol som reduktionsmedel för flytande EAF-slagg.

Att reducera järnoxiden innebär att syret avlägsnas så att järnet kan överföras från slaggen till en metallisk fas. Traditionellt används kol, vilket bildar kolmonoxid och koldioxid. Med vätgas blir reaktionsprodukten i stället vattenånga.

Tre järnoxidhalter jämfördes

Studien bygger helt på termokemiska jämviktsberäkningar i programmet FactSage. Forskarna modellerade slagger med samma basicitet men med järnoxidhalter från 9 till 39 viktprocent.

Beräkningarna genomfördes vid 1 750 grader Celsius. Kol och vätgas tillsattes stegvis med lika stor massa: 0,1 gram per beräkningssteg.

Den jämförelsen kräver en viktig reservation. Eftersom en vätgasmolekyl väger betydligt mindre än en kolatom motsvarar samma massa ungefär sex gånger fler mol vätgas. Vätgasens övertag i vissa delar av beräkningen beror därför inte enbart på dess kemiska egenskaper, utan även på hur jämförelsen utformats.

Vätgas gynnas i järnrik slagg

När slaggen innehöll mer än omkring 24 viktprocent FeO gav vätgasen lika stort eller större beräknat järnutbyte än kol vid samma tillsatta massa. Vätgasen fungerade bäst i början av reduktionen, när det fanns gott om flytande järnoxid och syreaktiviteten var hög.

När järnoxidhalten sjönk förändrades förhållandet. Kolet har en större termodynamisk drivkraft och blev därför effektivare i reduktionens senare skeden. I beräkningarna närmade sig kol fullständig järnåtervinning, medan vätgasen under de studerade förhållandena nådde som mest omkring 80–90 procent.

Resultatet innebär alltså inte att vätgas utan vidare kan ersätta kol genom hela processen. Det pekar snarare mot att vätgas skulle kunna användas för en första, selektiv reduktion av järnrik slagg.

Skärmavbild 2026-09-03 kl. 11.02.42 — Jämförelse mellan beräknat järnutbyte med kol och vätgas i slagger med 9, 24 respektive 39 viktprocent järnoxid. Punkter ovanför diagonalen visar förhållanden där vätgas ger högre utbyte än kol.Licens CC BY 4.0.

Mindre fosfor följer med järnet

Vätgasens svagare reduktionsförmåga kan samtidigt vara en fördel. Kol reducerade inte bara järnoxid utan även en större andel fosfor-, krom- och manganoxider. Dessa ämnen följde då med över till den återvunna metallfasen.

Skillnaden var särskilt tydlig för fosfor. Fosfor försämrar bland annat stålets seghet och duktilitet och är därför ett oönskat ämne i återvunnet järn.

Vätgasen reducerade järnoxiden mer selektivt och lämnade en större andel av de andra oxiderna i slaggen. Forskarna bedömer därför att vätgas kan ge ett renare järn än kol, framför allt under reduktionens inledande skede.

Slaggens sammansättning efter behandlingen är också viktig för möjligheterna att använda restmaterialet vidare, exempelvis i cementbaserade material eller anläggningsprodukter.

Experimenten återstår

Studien innehåller inga egna försök med flytande slagg och vätgas. Beräkningarna beskriver vilka faser och reaktioner som är termodynamiskt möjliga vid jämvikt, men inte hur snabbt reaktionerna sker eller hur effektivt vätgasen kan föras över till slaggen i en verklig reaktor.

I praktiken påverkas processen bland annat av gasflöde, omrörning, kontaktyta mellan gas och slagg, värmeförluster och hur slaggens olika faser förändras under behandlingen. Även vätgasbehov, energiförbrukning och kostnader behöver analyseras.

Studien ger därför inget färdigt processkoncept. Den identifierar däremot ett möjligt användningsområde för vätgas utanför den uppmärksammade direktreduktionen av järnmalm: selektiv återvinning av järn ur stålindustrins slaggströmmar.

Referens: Raquel Sánchez, Javier Esteban-Quiles, Félix A. López och Carola Celada-Casero, ”A Comparative Thermodynamic Study of Hydrogen- and Carbon-Based Reduction of Liquid EAF Slags”, Journal of Sustainable Metallurgy, volym 12, 2026. Läs artikeln hos Springer Nature [Öppen tillgång]

Nyhet

Välkommen till TripleM!

TripleM är en ny journalistisk plattform för metall-, mineral- och gruvindustrierna. Vi följer tekniken, affärerna, forskningen och människorna som formar branschen, allt med ett nordiskt perspektiv, nyfikenhet och en ambition att förklara hur branscherna hänger ihop.

Mats Janson 10 september, 2026 • 2 minuters läsning

Idén bakom TripleM bottnar i det faktum att metaller finns överallt i våra liv. Och att kunskapen, arbetet och vägvalen bakom dem trots det sällan får det utrymme de förtjänar.

TripleM ska därför vara en plats för alla som arbetar i branschen och för dem som vill förstå den bättre. Vi vill inte bara berätta att en investering görs eller att en teknik utvecklas, utan också varför det spelar roll för produktionen, människorna och samhället runt omkring. Samtidigt är branscherna som vi bevakar stora och spretiga. Därför erbjuder vi möjligheten att skräddarsy vilken typ av nyheter och uppdateringar man vill ta del av.

Flera av oss som är med och lanserar TripleM har arbetat inom metall-, mineral- och gruvindustrierna med journalistik, kommunikation och affärsutveckling. Rent redaktionellt vill vi vara nära branschen och självständiga i vår bevakning. Samarbetspartner bidrar med kunskap, perspektiv och kontakter, men redaktionen bestämmer vad vi bevakar och publicerar. Vår uppgift är att ställa frågor, kontrollera uppgifter och skilja resultat från löften.

Sajten är vårt första steg med intervjuer, fördjupningar och forskningsbevakning. Under hösten växlar vi upp med poddar och nyhetsbrev, en bit i taget för att varje del ska bli genomarbetad och användbar. Längre fram vill vi även skapa fler möjligheter för människor i branschen att mötas och utbyta kunskap.

Nu vill vi gärna höra från dig vad som behöver förklaras bättre? Vem borde vi träffa? Vilka frågor saknar du i bevakningen?

Välkommen till TripleM, vi ser fram emot att lära känna dig!

Tipsa oss!
Har du tips, idéer och tankar kring vad vi på TripleM ska skriva om?
Här hittar du kontaktuppgifter.

Nyhet

Slites kalktillstånd står fast

Heidelberg Materials har fått ett lagakraftvunnet tillstånd för fortsatt och utökad kalkstensbrytning i Slite under 30 år. Högsta domstolen tar inte upp överklagandena. Därmed är tillståndsfrågan avgjord, men bolagets planerade CCS-anläggning är fortfarande pausad i väntan på en finansieringslösning.

Redaktionen 10 september, 2026 • 2 minuters läsning

Högsta domstolen meddelade den 7 september att den inte beviljar prövningstillstånd för överklagandena av Heidelberg Materials täkttillstånd i Slite på Gotland.

Mark- och miljööverdomstolen hade redan i november 2025 beslutat att inte pröva överklaganden från bland andra föreningen Urbergsgruppen och ett antal markägare. När ärendet inte heller tas upp av Högsta domstolen står mark- och miljödomstolens ursprungliga avgörande fast och vinner laga kraft.

Tillstånd för 30 års brytning

Mark- och miljödomstolen vid Nacka tingsrätt beviljade tillståndet i maj 2025. Det gäller i 30 år och omfattar fortsatt och utökad brytning av kalk- och märgelsten i File hajdar-täkten samt märgelsten i Västra brottet.

Heidelberg Materials får också uppföra anläggningar för sortering, krossning och transport av materialet samt leda bort inläckande dag- och grundvatten från täkterna. Kalkstenen används som råvara vid bolagets cementfabrik i Slite.

Tillståndet innehåller ett stort antal villkor om bland annat yt- och grundvatten, naturvärden, buller, vibrationer, damning och kemikaliehantering. Domstolen beviljade även Natura 2000-tillstånd och dispens från vissa bestämmelser i artskyddsförordningen.

Domstolen bedömde att täktverksamheten inte äventyrar den allmänna dricksvattenförsörjningen eller vattenuttag ur enskilda brunnar i täkternas närhet. Om verksamheten ändå skadar brunnar inom det fastställda påverkansområdet ska Heidelberg Materials ordna en alternativ dricksvattenförsörjning.

Bolaget ska investera 1,5 miljarder

Heidelberg Materials uppger att omkring 1,5 miljarder kronor ska investeras i skydds- och kompensationsåtgärder för vatten och natur på Gotland.

I åtagandena ingår enligt bolaget insatser som ska stärka dricksvattenförsörjningen. De planerade åtgärderna beräknas fördubbla den lokala kapaciteten för dricksvatten. Ett kontroll- och uppföljningsprogram ska användas för att följa effekterna och vid behov justera åtgärderna tillsammans med tillsynsmyndigheterna.

Investeringens storlek och den beräknade fördubblingen av dricksvattenkapaciteten är uppgifter från Heidelberg Materials. Effekterna har ännu inte uppnåtts utan är beroende av att åtgärderna genomförs och fungerar som planerat.

CCS-projektet är fortfarande pausat

Det långsiktiga täkttillståndet är en förutsättning för Heidelberg Materials planer på att bygga en anläggning för avskiljning och lagring av koldioxid, CCS, vid cementfabriken.

HD-beskedet innebär däremot inte att CCS-projektet har återstartat eller att finansieringen är klar. Utvecklingsarbetet är fortfarande pausat medan bolaget arbetar vidare med finansieringsfrågan.

Heidelberg Materials står fast vid ambitionen att genomföra satsningen. Enligt bolagets egen beräkning skulle anläggningen kunna minska Sveriges samlade klimatutsläpp med upp till fyra procent. Uppgiften är en prognos och inte ett uppmätt resultat.

Tillståndet undanröjer därmed den rättsliga osäkerheten kring den långsiktiga råvaruförsörjningen till cementfabriken. Det återstår fortfarande ett separat investerings- och finansieringsbeslut innan CCS-planerna kan förverkligas.