Отходы, которые на самом деле ресурс
Угольная зола, красный шлам и хвосты горнодобычи обычно воспринимаются как проблемы, требующие хранения. Но они также содержат материалы, которые нужны миру: кремнезём, редкоземельные элементы и другие критически важные минералы.
Одна оценка указывает на 11 млн тонн редкоземельных элементов, заключённых в полигонах угольной золы в США, стоимостью около $8,4 млрд. Это почти в восемь раз больше текущих сырьевых запасов страны. Редкоземельные элементы содержатся в магнитах, электронике, батареях и оборонном оборудовании, и США импортируют большую часть используемого объёма.
Заимствование химии у живых организмов
Исследовательская группа под руководством Вустерского политехнического института получила грант в размере $3,3 млн от Национального научного фонда для проверки более чистого способа извлечения этих минералов. Пятилетний проект возглавляет Минцзян Тао, соисследователями выступают Кэррик Эгглстон и Янь Ван, а также участвуют исследователи из четырёх других университетов.
Идея пришла из природы. Диатомеи, морские губки и некоторые растения строят сложные кремниевые структуры с помощью биологических молекул и органических каркасов при мягких температурах и без агрессивной химии. Команда хочет скопировать это поведение, чтобы разлагать богатые кремнезёмом отходы с гораздо меньшими затратами энергии, чем при современных методах плавки и выщелачивания.
Работа охватит биосилицификацию, биоинженерную металлургию и реакционные пути, растворяющие и восстанавливающие силикатные материалы. Для проектирования биомолекул и прогнозирования их поведения будут использоваться вычислительное моделирование и искусственный интеллект.
От отвала к продукту
План состоит не только в извлечении редкоземельных элементов. Исследователи хотят использовать как можно больше каждого потока отходов, превращая оставшийся кремнезём в товарные продукты, такие как стекло, керамика и силиконовые материалы.
Если это заработает в промышленных масштабах, подход может сократить зависимость от новой добычи, снизить экологический след производства материалов и укрепить внутренние поставки критически важных минералов. Команда также изучит, имеет ли процесс экономический смысл для промышленности.
Металлургический шлак и бетонный лом входят в список сырья, что означает, что метод можно опробовать на широком спектре промышленных отходов, а не только на угольных электростанциях. Студенты примут участие через программу иммерсивных исследований WPI.
---
Спечённые бронзовые и железные подшипники для высокопроизводительного оборудования
Порошковая металлургия превращает металлический порошок непосредственно в готовый подшипник за один цикл прессования и спекания — почти окончательная форма, практически без отходов механической обработки и допуски, которые остаются стабильными на миллионах деталей. Спечённые подшипники от Soperb производятся из железа, железо-медь, оловянной бронзы и нержавеющей стали (SS-304L), с контролируемой пористостью, которая сохраняет смазочное масло внутри металла на весь срок службы: самосмазывающиеся втулки, которые работают бесшумно в двигателях, насосах, вентиляторах, электроинструментах, редукторах и автомобильных узлах, без масляной линии, требующей обслуживания. Марки каталогизированы по стандартам DIN, MPIF, JIS, AMES и BSI BS 5600, включая варианты с графитом и медью для работы при высоких нагрузках и высоких температурах. Посетите www.pmsnt.com, чтобы выбрать марку по стандарту, по нагрузке или по размеру вала.