г. Санкт-Петербург, поселок Парголово, Выборгское шоссе, 435
Переработка поможет обеспечить достаточное количество сырья для будущего

Переработка поможет обеспечить достаточное количество сырья для будущего

Переработка является выгодной не только с экологической точки зрения, но и с экономической.

Ежегодно по всему миру добывают около 70 млрд. тонн сырья. Это вдвое больше, чем в конце 1970-х годов. Такая тенденция продолжается, даже, несмотря на ограниченность ресурсов. Чтобы иметь достаточно доступных материалов для изготовления новых товаров в будущем необходимо постоянно производить переработку. Исследователи из института имени Фраунгофера работают над самым современным проектом «Молекулярная Сортировка» для циркулярной экономики будущего поколения. 5-9 мая 2014 года они представят свои результаты на торговой ярмарке IFAT в Мюнхене, Германия.

Согласно данным Федерального министерства окружающей среды, немцы ежедневно потребляют около 200 килограммов сырья на одного человека. Таким образом, они занимают первое место в мире по количеству используемого сырья. Это не только наносит ущерб окружающей среде, но и создает опасность для международной конкурентоспособности Германии. Как страна бедная на сырье, Германия должна заняться комплексной экономией ресурсов. Новые и эффективные методы утилизации являются одним из вариантов, чтобы стать менее зависимой от импортного сырья, которое является дорогостоящим и дефицитным. Эксперты института имени Фраунгофера создали важные принципы последовательной переработки и кругового производства благодаря передовой «молекулярной сортировке» в рамках проекта «Эффективность использования ресурсов». На выставке IFAT они представят новые методы, которые способны облегчить переработку драгоценных металлов, редкоземельных элементов, стекла, дерева, бетона, а также фосфора.

Переработка 2.0 – идеальное разделение

«Процессы разделения происходят первоначально на нижайшем требуемом уровне, то есть мы опускаемся до молекулярных или даже до атомных уровней», объясняет координатор проекта, профессор Йорг Войдански из института химических технологий в Пфинцталь возле Карлсруэ, Германия. Одним из примеров является процесс биовыщелачивания, который разрабатывается и готовится для коммерческого использования в институте инженерии и биотехнологии имени Фраунгофера в Штутгарте, Германия. Даже небольшие количества драгоценных металлов или редкоземельных элементов могут быть восстановлены благодаря данной технологии. Исследователи используют микроорганизмы для преобразования нерастворимых металлических соединений в рудах, в шлаке сгорания, или в отходах древесины, насыщенной солями металлов, в водорастворимые соли. Растворенные металлы впоследствии могут быть химически связаны с использованием специализированных полимеров, и тем самым селективно удаляются из раствора. Металлы разделяют на третьей стадии.

Эксперты из института силикатных исследований в Вюрцбурге, Германия, работают над процессом извлечения ценного бесцветного стекла из старого листового стекла.

Стекло цвета чистой воды обеспечивает максимальную оптическую прозрачность и поэтому используется в солнечных батареях, волоконно-оптических кабелях и дисплеях. Если в стекле есть примеси, такие как железо, его прозрачность уменьшается. «На данный момент можно наблюдать огромный интерес к сектору фотоэлектрической энергетики. В ближайшие десятилетия ни источников свободного натурального железа, ни количества вторичного сырья из «использованных» фотоэлектрических модулей не будет достаточно, чтобы удовлетворить спрос на высокопрозрачное листовое стекло», утверждает доктор Юрген Майнхардт. Обычное листовое стекло может быть альтернативным источником сырья. Тем не менее, содержание железа в этом стекле слишком высокое. Исследователи разрабатывают процесс, при котором атомы железа могут быть выведены непосредственно из жидкого стекла при нагревании до приблизительно 1500 градусов по Цельсию.

Повторное использование отходов древесины

Переработка древесины в Германии все еще находится на примитивной стадии. До сих пор, ежегодно только около 33 % из примерно 8 миллионов тонн древесных отходов используется повторно. Одной из причин низкого уровня переработки являются немецкие постановления, касающиеся отходов древесины. Они предписывают, что материал, покрытый органическими соединениями или содержащий галогены, а также древесина, обработанная для защиты, не может быть повторно использована, за исключением очень ограниченных случаев. Ожидают, что новые методы разделения на молекулярном уровне помогут решить эти вопросы без ущерба для мер предосторожности.

Для того чтобы иметь возможность перерабатывать больше отходов древесины, присутствующие вредные вещества должны быть идентифицированы. Чтобы сделать это, исследователи из института по исследованиям древесины имени Вильгельма Клаудица в Брауншвейге, Германия, использовали различные процессы, такие как спектроскопия в ближней инфракрасной области, рентгеноспектральный флуоресцентный анализ и спектрометрия подвижности ионов. После того, как вредное вещество было идентифицировано, оно также может быть удалено. «Сверхкритические жидкости могут быть использованы для очистки древесины, которая была обработана органическими средствами защиты. Для выделения или концентрации тяжелых металлов мы планируем применять влажные химические процессы, а также методы сгорания и пиролиза», говорит физик Питер Майнльшмидт.

Переработка бетона

Несколько миллионов тонн строительного мусора накапливаются ежегодно. Тем не менее, еще не существует ни одного процесса для утилизации бетона. Исследователи в сфере технологии бетонных конструкций из института строительной физики имени Фраунгофера в Хольцкирхен, Германия, хотят изменить эту ситуацию. Они работают над «электродинамической фрагментацией» – методом, с помощью которого ультракороткие разряды проходят через бетон. Они добились успеха в разделении бетона на отдельные компоненты – гравий и цемент. Это первый важный шаг на пути к утилизации старого бетона.

Утилизация германия и фосфора

Но ценные материалы можно извлекать не только из твердых отходов. Дымовые газы на мусоросжигательных заводах также содержат сырье. Чтобы извлечь его, исследователи из института керамических технологий в Дрездене, Германия, разрабатывают специализированные керамические фильтры. С их помощью конкретный компонент веществ в дымовых газах (германий, цинк, фосфор) при температурах, превышающих 850 °С, будет сначала выборочно отделяться, и затем впоследствии перерабатываться.

Но имеют ли эти методы какой-либо смысл в условиях быстро меняющегося рынка? Партнеры проекта «Молекулярная Сортировка» изучили этот вопрос. Их выводы оказались положительными. Переработка на атомном уровне будет, вероятно, очень экономически целесообразной в будущем. Не только, если она поддерживается политически, но и как экономически независимая бизнес-модель.

Читайте также

Возврат к списку