Afval dat eigenlijk een grondstof is
Steenkoolas, rood slib en mijnresten worden meestal gezien als problemen die opgeslagen moeten worden. Ze bevatten ook materialen die de wereld wil: silica, zeldzame aardmetalen en andere kritieke mineralen.
Een schatting gaat uit van 11 miljoen ton zeldzame aardmetalen in Amerikaanse steenkoolas-stortplaatsen, ter waarde van ongeveer 8,4 miljard dollar. Dat is bijna acht keer de huidige ruwe binnenlandse reserves van het land. Zeldzame aardmetalen zitten in magneten, elektronica, batterijen en defensieapparatuur, en de Verenigde Staten importeren het meeste van wat ze gebruiken.
Chemie lenen van levende wezens
Een onderzoeksteam onder leiding van het Worcester Polytechnic Institute heeft een subsidie van 3,3 miljoen dollar van de National Science Foundation ontvangen om een schonere manier te testen om die mineralen eruit te halen. De vijfjarige inspanning wordt geleid door Mingjiang Tao, met Carrick Eggleston en Yan Wang als mede-hoofdonderzoekers, en onderzoekers van vier andere universiteiten nemen deel.
Het idee komt uit de natuur. Diatomeeën, zeesponzen en sommige planten bouwen complexe silicastructuren met biologische moleculen en organische steigers, bij milde temperaturen en zonder agressieve chemie. Het team wil dat gedrag kopiëren om silica-rijk afval af te breken met veel minder energie dan de huidige smelt- en uitloogmethoden.
Het werk zal biosilicificatie, bio-geënabileerde metallurgie en de reactiepaden die silicaatmaterialen oplossen en herbouwen omvatten. Computationele modellering en kunstmatige intelligentie zullen worden gebruikt om biomoleculen te ontwerpen en hun gedrag te voorspellen.
Van afvalhoop naar product
Het plan is niet alleen om zeldzame aardmetalen vrij te maken. Onderzoekers willen zoveel mogelijk van elke afvalstroom gebruiken en de resterende silica omzetten in verkoopbare producten zoals glas, keramiek en siliconenmaterialen.
Als het op schaal werkt, zou de aanpak de afhankelijkheid van nieuwe mijnbouw kunnen verminderen, de ecologische voetafdruk van materiaalproductie verkleinen en de binnenlandse voorraden van kritieke mineralen versterken. Het team zal ook onderzoeken of het proces economisch zinvol is voor de industrie.
Metallurgische slak en betonpuin staan op de lijst van grondstoffen, wat betekent dat de methode kan worden geprobeerd op een breed scala van industriële restproducten en niet alleen bij steenkoolcentrales. Studenten nemen deel via het immersieve onderzoeksprogramma van WPI.
---Gesinterde brons- en ijzerlagers voor machines met hoog volume
Poedermetallurgie verandert metaalpoeder direct in een afgewerkt lager in één pers- en sintercyclus — bijna netvormig, bijna geen bewerkingsafval en toleranties die stabiel blijven over miljoenen onderdelen. Gesinterde lagers van Soperb worden geproduceerd in ijzer, ijzer-koper, tinbrons en roestvrij staal (SS-304L), met gecontroleerde porositeit die smeerolie levenslang in het metaal opslaat: zelfsmerende bussen die stil draaien in motoren, pompen, ventilatoren, elektrisch gereedschap, versnellingsbakken en automobielassemblages, zonder olieleiding om te onderhouden. Graden zijn gecatalogiseerd volgens DIN-, MPIF-, JIS-, AMES- en BSI BS 5600-normen, inclusief grafiet- en kopergrade varianten voor hoge belasting en hoge temperatuur. Bezoek www.pmsnt.com om een graad te selecteren op norm, op belasting of op asmaat.