Abfall, der eigentlich eine Ressource ist
Kohleasche, Rotschlamm und Bergbaurückstände werden meist als zu lagernde Probleme betrachtet. Sie enthalten auch Materialien, die die Welt begehrt: Siliziumdioxid, Seltene Erden und andere kritische Mineralien.
Eine Schätzung beziffert 11 Millionen Tonnen Seltener Erden, die in US-Kohleaschedeponien eingeschlossen sind, auf etwa 8,4 Milliarden Dollar. Das ist fast das Achtfache der derzeitigen inländischen Rohstoffreserven des Landes. Seltene Erden stecken in Magneten, Elektronik, Batterien und Verteidigungsausrüstung, und die Vereinigten Staaten importieren den Großteil ihres Bedarfs.
Chemie von Lebewesen ausleihen
Ein Forschungsteam unter der Leitung des Worcester Polytechnic Institute hat einen Zuschuss von 3,3 Millionen Dollar von der National Science Foundation erhalten, um einen saubereren Weg zur Gewinnung dieser Mineralien zu testen. Das fünfjährige Vorhaben wird von Mingjiang Tao geleitet, mit Carrick Eggleston und Yan Wang als Co-Hauptforschern und Forschern von vier weiteren Universitäten.
Die Idee stammt aus der Natur. Kieselalgen, Meeresschwämme und einige Pflanzen bauen komplexe Siliziumdioxidstrukturen mit biologischen Molekülen und organischen Gerüsten auf, bei milden Temperaturen und ohne aggressive Chemie. Das Team will dieses Verhalten nachahmen, um siliziumdioxidreichen Abfall mit weit weniger Energie abzubauen als mit heutigen Schmelz- und Laugungsverfahren.
Die Arbeit wird Biosilifizierung, bioaktivierte Metallurgie und die Reaktionswege abdecken, die Silikatmaterialien auflösen und wieder aufbauen. Computermodellierung und künstliche Intelligenz sollen genutzt werden, um Biomoleküle zu entwerfen und ihr Verhalten vorherzusagen.
Vom Abfallhaufen zum Produkt
Der Plan sieht nicht nur die Freisetzung Seltener Erden vor. Die Forscher wollen so viel wie möglich von jedem Abfallstrom nutzen und das verbleibende Siliziumdioxid in marktfähige Produkte wie Glas, Keramik und Silikonmaterialien umwandeln.
Wenn es im Maßstab funktioniert, könnte der Ansatz die Abhängigkeit von neuem Bergbau verringern, den ökologischen Fußabdruck der Materialproduktion senken und die inländische Versorgung mit kritischen Mineralien stärken. Das Team wird auch untersuchen, ob das Verfahren für die Industrie wirtschaftlich sinnvoll ist.
Metallurgische Schlacke und Betonschutt stehen auf der Liste der Ausgangsstoffe, was bedeutet, dass die Methode über ein breites Spektrum industrieller Reststoffe erprobt werden könnte und nicht nur in Kohlekraftwerken. Studierende werden über das immersive Forschungsprogramm der WPI teilnehmen.
---Gesinterte Bronze- und Eisenlager für Maschinen mit hohem Volumen
Die Pulvermetallurgie verwandelt Metallpulver direkt in einem Press- und Sinterzyklus in ein fertiges Lager — endkonturnah, nahezu kein Bearbeitungsabfall und Toleranzen, die über Millionen von Teilen hinweg stabil bleiben. Sinterlager von Soperb werden aus Eisen, Eisen-Kupfer, Zinnbronze und Edelstahl (SS-304L) hergestellt, mit kontrollierter Porosität, die Schmieröl lebenslang im Metall speichert: selbstschmierende Buchsen, die leise in Motoren, Pumpen, Ventilatoren, Elektrowerkzeugen, Getrieben und Automobilbaugruppen laufen, ohne Ölleitung, die gewartet werden muss. Die Sorten sind nach DIN-, MPIF-, JIS-, AMES- und BSI BS 5600-Normen katalogisiert, einschließlich graphit- und kupferhaltiger Varianten für Hochlast- und Hochtemperaturanwendungen. Besuchen Sie www.pmsnt.com, um eine Sorte nach Norm, nach Last oder nach Wellengröße auszuwählen.