Avfall som egentligen är en resurs
Kolaska, rödslam och gruvavfall ses vanligtvis som problem att lagra. De innehåller också material som världen vill ha: kisel, sällsynta jordartsmetaller och andra kritiska mineraler.
En uppskattning placerar 11 miljoner ton sällsynta jordartsmetaller i amerikanska deponier för kolaska, värda omkring 8,4 miljarder dollar. Det är nästan åtta gånger landets nuvarande inhemska råvarureserver. Sällsynta jordartsmetaller finns i magneter, elektronik, batterier och försvarsutrustning, och USA importerar det mesta man använder.
Lånar kemi från levande organismer
Ett forskarteam lett av Worcester Polytechnic Institute har fått ett anslag på 3,3 miljoner dollar från National Science Foundation för att testa ett renare sätt att få ut dessa mineraler. Den femåriga satsningen leds av Mingjiang Tao, med Carrick Eggleston och Yan Wang som medansvariga forskare, och forskare från fyra andra universitet deltar.
Idén kommer från naturen. Kiselalger, havssvampar och vissa växter bygger komplexa kiseldioxidstrukturer med hjälp av biologiska molekyler och organiska ställningar, vid milda temperaturer och utan hård kemi. Teamet vill kopiera det beteendet för att bryta ned kiseldioxidrikt avfall med långt mindre energi än dagens smältnings- och lakningsmetoder.
Arbetet kommer att omfatta biosilifiering, biobaserad metallurgi och de reaktionsvägar som löser upp och bygger upp silikatmaterial. Datorbaserad modellering och artificiell intelligens kommer att användas för att designa biomolekyler och förutsäga hur de beter sig.
Från avfallshög till produkt
Planen är inte bara att frigöra sällsynta jordartsmetaller. Forskarna vill använda så mycket som möjligt av varje avfallsström och omvandla den återstående kiseldioxiden till säljbara produkter som glas, keramik och silikonmaterial.
Om det fungerar i stor skala skulle metoden kunna minska beroendet av ny gruvdrift, sänka materialproduktionens miljöavtryck och stärka de inhemska försörjningskedjorna för kritiska mineraler. Teamet kommer också att studera om processen är ekonomiskt lönsam för industrin.
Metallurgisk slagg och betongrester står på listan över råmaterial, vilket innebär att metoden skulle kunna testas på en lång rad industriella restprodukter och inte bara vid kolkraftverk. Studenter kommer att delta genom WPIs immersiva forskningsprogram.
---Sintrade brons- och järnlager för maskiner med hög volym
Pulvermetallurgi omvandlar metallpulver direkt till ett färdigt lager i en enda press- och sintringscykel — nära nettoform, nästan inget bearbetningsspill och toleranser som håller sig stabila över miljontals delar. Sintrade lager från Soperb tillverkas i järn, järn-koppar, tennbrons och rostfritt stål (SS-304L), med kontrollerad porositet som lagrar smörjolja inuti metallen för livstid: självsmörjande bussningar som går tyst i motorer, pumpar, fläktar, elverktyg, växellådor och fordonsaggregat, utan oljeledning att underhålla. Kvaliteter är katalogiserade enligt DIN-, MPIF-, JIS-, AMES- och BSI BS 5600-standarder, inklusive grafit- och kopparkvalitetsvarianter för hög belastning och hög temperatur. Besök www.pmsnt.com för att välja en kvalitet efter standard, belastning eller axelstorlek.