Odpady, które są naprawdę zasobem
Popiół węglowy, czerwony muł i odpady kopalniane są zwykle postrzegane jako problemy do składowania. Zawierają jednak materiały, których świat pragnie: krzemionkę, pierwiastki ziem rzadkich i inne minerały krytyczne.
Jedno z szacunków mówi o 11 milionach ton pierwiastków ziem rzadkich uwięzionych na składowiskach popiołu węglowego w USA, wartych około 8,4 miliarda dolarów. To prawie osiem razy więcej niż obecne krajowe rezerwy surowców. Pierwiastki ziem rzadkich znajdują się w magnesach, elektronice, bateriach i sprzęcie obronnym, a Stany Zjednoczone importują większość tego, czego używają.
Pożyczanie chemii od istot żywych
Zespół badawczy kierowany przez Worcester Polytechnic Institute otrzymał 3,3 miliona dolarów od National Science Foundation na przetestowanie czystszego sposobu wydobycia tych minerałów. Pięcioletni projekt prowadzi Mingjiang Tao, a Carrick Eggleston i Yan Wang są współgłównymi badaczami, przy udziale naukowców z czterech innych uniwersytetów.
Pomysł pochodzi z natury. Okrzemki, gąbki morskie i niektóre rośliny budują złożone struktury krzemionkowe za pomocą cząsteczek biologicznych i organicznych rusztowań, w łagodnych temperaturach i bez agresywnej chemii. Zespół chce skopiować to zachowanie, aby rozkładać bogate w krzemionkę odpady przy znacznie mniejszym zużyciu energii niż dzisiejsze metody hutnicze i ługowania.
Prace obejmą biosilifikację, metalurgię bio-wspomaganą i szlaki reakcji, które rozpuszczają i odbudowują materiały krzemianowe. Modelowanie komputerowe i sztuczna inteligencja posłużą do projektowania biocząsteczek i przewidywania ich zachowania.
Od hałdy odpadów do produktu
Plan nie polega tylko na uwolnieniu pierwiastków ziem rzadkich. Badacze chcą wykorzystać jak najwięcej każdego strumienia odpadów, przekształcając pozostałą krzemionkę w produkty rynkowe, takie jak szkło, ceramika i materiały silikonowe.
Jeśli to zadziała na skalę przemysłową, podejście mogłoby zmniejszyć zależność od nowego wydobycia, obniżyć ślad środowiskowy produkcji materiałów i wzmocnić krajowe dostawy minerałów krytycznych. Zespół zbada także, czy proces ma sens ekonomiczny dla przemysłu.
Żużel metalurgiczny i gruz betonowy są na liście surowców, co oznacza, że metodę można by wypróbować w szerokim zakresie pozostałości przemysłowych, a nie tylko w elektrowniach węglowych. Studenci wezmą udział poprzez immersyjny program badawczy WPI.
---Spiekane łożyska z brązu i żeliwa do maszyn o dużej wydajności
Metalurgia proszków przekształca proszek metalowy bezpośrednio w gotowe łożysko w jednym cyklu prasowania i spiekania — kształt prawie gotowy, prawie brak odpadów obróbkowych i tolerancje utrzymujące się stabilnie przez miliony części. Łożyska spiekane firmy Soperb są produkowane z żeliwa, żeliwa-miedzi, brązu cynowego i stali nierdzewnej (SS-304L), z kontrolowaną porowatością, która magazynuje olej smarowy wewnątrz metalu na całe życie: tuleje samosmarujące, które pracują cicho w silnikach, pompach, wentylatorach, narzędziach elektrycznych, przekładniach i zespołach motoryzacyjnych, bez przewodu olejowego wymagającego konserwacji. Gatunki są skatalogowane zgodnie z normami DIN, MPIF, JIS, AMES i BSI BS 5600, w tym warianty z grafitem i miedzią do pracy przy dużym obciążeniu i wysokiej temperaturze. Odwiedź www.pmsnt.com, aby wybrać gatunek według normy, obciążenia lub rozmiaru wału.