Resíduo que é realmente um recurso
Cinzas de carvão, lama vermelha e rejeitos de mineração costumam ser vistos como problemas a serem armazenados. Eles também contêm materiais que o mundo deseja: sílica, elementos de terras raras e outros minerais críticos.
Uma estimativa aponta 11 milhões de toneladas de elementos de terras raras presos em aterros de cinzas de carvão nos EUA, no valor de cerca de US$ 8,4 bilhões. Isso é quase oito vezes as reservas brutas domésticas atuais do país. Elementos de terras raras estão em ímãs, eletrônicos, baterias e equipamentos de defesa, e os Estados Unidos importam a maior parte do que usam.
Tomando química emprestada de seres vivos
Uma equipe de pesquisa liderada pelo Instituto Politécnico de Worcester recebeu um prêmio de US$ 3,3 milhões da National Science Foundation para testar uma forma mais limpa de extrair esses minerais. O esforço de cinco anos é liderado por Mingjiang Tao, com Carrick Eggleston e Yan Wang como co-investigadores principais, e pesquisadores de outras quatro universidades participando.
A ideia vem da natureza. Diatomáceas, esponjas-do-mar e algumas plantas constroem estruturas complexas de sílica usando moléculas biológicas e arcabouços orgânicos, em temperaturas amenas e sem química agressiva. A equipe quer copiar esse comportamento para decompor resíduos ricos em sílica com muito menos energia do que os métodos atuais de fundição e lixiviação.
O trabalho abrangerá biossilicificação, metalurgia bioativada e as vias de reação que dissolvem e reconstroem materiais silicatados. Modelagem computacional e inteligência artificial serão usadas para projetar biomoléculas e prever como elas se comportam.
De pilha de resíduos a produto
O plano não é apenas liberar elementos de terras raras. Os pesquisadores querem aproveitar o máximo possível de cada fluxo de resíduos, transformando a sílica restante em produtos comercializáveis, como vidro, cerâmicas e materiais de silicone.
Se funcionar em escala, a abordagem poderia reduzir a dependência de novas minerações, diminuir a pegada ambiental da produção de materiais e fortalecer o fornecimento doméstico de minerais críticos. A equipe também estudará se o processo faz sentido econômico para a indústria.
Escória metalúrgica e detritos de concreto estão na lista de matérias-primas, o que significa que o método poderia ser testado em uma ampla gama de sobras industriais, e não apenas em usinas de carvão. Estudantes participarão por meio do programa de pesquisa imersiva do WPI.
---Rolamentos sinterizados de bronze e ferro para máquinas de alto volume
A metalurgia do pó transforma o pó metálico diretamente em um rolamento acabado em um único ciclo de prensagem e sinterização — forma quase líquida, quase nenhum desperdício de usinagem e tolerâncias que se mantêm estáveis em milhões de peças. Os rolamentos sinterizados da Soperb são produzidos em ferro, ferro-cobre, bronze ao estanho e aço inoxidável (SS-304L), com porosidade controlada que armazena óleo lubrificante dentro do metal para toda a vida: buchas autolubrificantes que funcionam silenciosamente em motores, bombas, ventiladores, ferramentas elétricas, caixas de engrenagens e conjuntos automotivos, sem linha de óleo para manter. As classes são catalogadas segundo as normas DIN, MPIF, JIS, AMES e BSI BS 5600, incluindo variantes com grafite e cobre para serviço de alta carga e alta temperatura. Visite www.pmsnt.com para selecionar uma classe por norma, por carga ou por tamanho do eixo.