Des déchets qui sont en réalité une ressource
Les cendres de charbon, les boues rouges et les résidus miniers sont généralement considérés comme des problèmes à stocker. Ils contiennent aussi des matériaux que le monde recherche : silice, terres rares et autres minéraux critiques.
Une estimation évalue à 11 millions de tonnes les terres rares piégées dans les décharges de cendres de charbon américaines, d'une valeur d'environ 8,4 milliards de dollars. C'est près de huit fois les réserves brutes nationales actuelles du pays. Les terres rares entrent dans les aimants, l'électronique, les batteries et les équipements de défense, et les États-Unis importent la majeure partie de ce qu'ils consomment.
Emprunter la chimie du vivant
Une équipe de recherche dirigée par le Worcester Polytechnic Institute a reçu une subvention de 3,3 millions de dollars de la National Science Foundation pour tester une méthode plus propre d'extraction de ces minéraux. Ce projet de cinq ans est dirigé par Mingjiang Tao, avec Carrick Eggleston et Yan Wang comme co-chercheurs principaux, et des chercheurs de quatre autres universités y participent.
L'idée vient de la nature. Les diatomées, les éponges de mer et certaines plantes construisent des structures de silice complexes à l'aide de molécules biologiques et d'échafaudages organiques, à des températures modérées et sans chimie agressive. L'équipe veut copier ce comportement pour décomposer les déchets riches en silice avec bien moins d'énergie que les méthodes actuelles de fusion et de lixiviation.
Les travaux couvriront la biosilicification, la métallurgie bio-assistée et les voies réactionnelles qui dissolvent et reconstruisent les matériaux silicatés. La modélisation informatique et l'intelligence artificielle seront utilisées pour concevoir des biomolécules et prédire leur comportement.
Du tas de déchets au produit
Le plan ne consiste pas seulement à libérer les terres rares. Les chercheurs veulent utiliser autant que possible chaque flux de déchets, en transformant la silice restante en produits commercialisables tels que le verre, la céramique et les matériaux silicone.
Si cela fonctionne à grande échelle, l'approche pourrait réduire la dépendance à de nouvelles mines, diminuer l'empreinte environnementale de la production de matériaux et renforcer les approvisionnements nationaux en minéraux critiques. L'équipe étudiera aussi si le procédé est économiquement viable pour l'industrie.
Les scories métallurgiques et les débris de béton figurent parmi les matières premières envisagées, ce qui signifie que la méthode pourrait être testée sur un large éventail de résidus industriels plutôt que dans les seules centrales à charbon. Des étudiants participeront via le programme de recherche immersive du WPI.
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Paliers frittés en bronze et en fer pour machines à grand volume
La métallurgie des poudres transforme directement la poudre métallique en un palier fini en un seul cycle de pressage et frittage — forme quasi nette, presque aucun rebut d'usinage et des tolérances qui restent stables sur des millions de pièces. Les paliers frittés de Soperb sont produits en fer, fer-cuivre, bronze à l'étain et acier inoxydable (SS-304L), avec une porosité contrôlée qui stocke l'huile lubrifiante à l'intérieur du métal à vie : bagues autolubrifiantes qui fonctionnent silencieusement dans les moteurs, pompes, ventilateurs, outils électriques, boîtes de vitesses et ensembles automobiles, sans conduite d'huile à entretenir. Les nuances sont cataloguées selon les normes DIN, MPIF, JIS, AMES et BSI BS 5600, y compris des variantes graphitées et cuivrées pour les services à forte charge et à haute température. Visitez www.pmsnt.com pour sélectionner une nuance par norme, par charge ou par taille d'arbre.