Residuos que en realidad son un recurso
Las cenizas de carbón, el lodo rojo y los relaves mineros suelen verse como problemas que hay que almacenar. También contienen materiales que el mundo quiere: sílice, tierras raras y otros minerales críticos.
Una estimación sitúa en 11 millones de toneladas las tierras raras atrapadas en los vertederos de cenizas de carbón de Estados Unidos, con un valor de unos 8.400 millones de dólares. Eso es casi ocho veces las reservas nacionales brutas actuales del país. Las tierras raras están en imanes, electrónica, baterías y equipos de defensa, y Estados Unidos importa la mayor parte de lo que usa.
Tomar prestada la química de los seres vivos
Un equipo de investigación dirigido por el Instituto Politécnico de Worcester ha recibido un premio de 3,3 millones de dólares de la Fundación Nacional de Ciencias para probar una forma más limpia de extraer esos minerales. El esfuerzo de cinco años está liderado por Mingjiang Tao, con Carrick Eggleston y Yan Wang como coinvestigadores principales, y con la participación de investigadores de otras cuatro universidades.
La idea viene de la naturaleza. Las diatomeas, las esponjas marinas y algunas plantas construyen estructuras complejas de sílice usando moléculas biológicas y andamios orgánicos, a temperaturas suaves y sin química agresiva. El equipo quiere copiar ese comportamiento para descomponer residuos ricos en sílice con mucha menos energía que los métodos actuales de fundición y lixiviación.
El trabajo abarcará la biosilicificación, la metalurgia de base biológica y las rutas de reacción que disuelven y reconstruyen materiales de silicato. Se usarán modelos computacionales e inteligencia artificial para diseñar biomoléculas y predecir cómo se comportan.
De montón de residuos a producto
El plan no es solo liberar tierras raras. Los investigadores quieren aprovechar la mayor parte posible de cada flujo de residuos, convirtiendo la sílice restante en productos comercializables como vidrio, cerámica y materiales de silicona.
Si funciona a escala, el enfoque podría reducir la dependencia de nueva minería, disminuir la huella ambiental de la producción de materiales y reforzar el suministro nacional de minerales críticos. El equipo también estudiará si el proceso tiene sentido económico para la industria.
La escoria metalúrgica y los escombros de hormigón están en la lista de materias primas, lo que significa que el método podría probarse en una amplia gama de restos industriales y no solo en plantas de carbón. Los estudiantes participarán a través del programa de investigación inmersiva del WPI.
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Cojinetes sinterizados de bronce y hierro para maquinaria de gran volumen
La metalurgia de polvos convierte el polvo metálico directamente en un cojinete acabado en un solo ciclo de prensado y sinterización — forma casi neta, casi sin desperdicio de mecanizado y tolerancias que se mantienen estables en tiradas de millones de piezas. Los cojinetes sinterizados de Soperb se producen en hierro, hierro-cobre, bronce al estaño y acero inoxidable (SS-304L), con porosidad controlada que almacena aceite lubricante dentro del metal de por vida: casquillos autolubricados que funcionan silenciosamente en motores, bombas, ventiladores, herramientas eléctricas, cajas de engranajes y conjuntos automotrices, sin línea de aceite que mantener. Las calidades están catalogadas según las normas DIN, MPIF, JIS, AMES y BSI BS 5600, incluidas variantes con grafito y cobre para servicio de alta carga y alta temperatura. Visite www.pmsnt.com para seleccionar una calidad por norma, por carga o por tamaño de eje.