Serie: Gruvedrift og materialer • del 12 av 14
Sirkulær industri: avfall = input
Vi har designet campus som en levende organisme: varme er mat, vann er blod, og "avfall" er en romkamerat med jobb. I denne delen kobler vi løkkene — metaller, varme, vann, gasser, mineraler — slik at naboer mater naboer og ingenting går tapt.
Dagens oppgave
Kartlegge hvert biprodukt for kjøperen i nærheten.
Publisere forhåndsberegnede løkkestørrelser.
Bevise at campus kan være stille, ren og gi ren nytte til sin by.
Hvorfor sirkulær (først fysikk, så romantikk)
Vi "kompenserer" ingenting — vi kobler sammen. De samme elektronene (del 3), som følger metallene (del 4–6), driver også pumper, ovner (del 9) og datasaler (del 11). Dette gjør det mulig å målrettet rute varme, vann og side-strømmer: hver utstrømning er en meny, og hele campus er sulten.
- Kortere sløyfer vinner: flytte varme 80 m er billigere enn å levere drivstoff 800 km.
- Standardporter: MEC‑48/96 tillater raske bytter (del 10).
- Vi transporterer former, ikke avfall: avfallsplasser/teglstein/blokker blir på stedet (del 1, 8, 9).
Materialsløyfer (skrap, skrap og venner)
Metaller
- Stål: EAF smelter skrap fra våre kverner og kunder. Typisk lukket krets skrapretur: 20–35 % av produksjonen.
- Aluminium: smelting krever <10 % primærenergi; oppretthold ren skrapstrøm for hver legering (del 6).
- Kobberproduksjon: avvisninger kuttes og raffineres → ER → 99,99 % katode; slagg returneres til anodeproduksjon.
Glass og silisium
- Skrap: 20–35 % av partiet etter vekt; reduserer energi og slitasje på smelteovner (del 9).
- PV-avskjæringer: returneres til glasspartiet eller aluminiumsbånd; elementer sendes til spesialiserte gjenvinnere; designet for demontering (del 3).
Emballasje og paller
Gjenbrukbare stål-/aluminiums paller med skrukanter. Returneres med bakoverkjøringer, skannes og sendes ut igjen. For papp — én jobb: beskytte optikken, deretter inn i papirsyklusen.
Varme sløyfer (uten røykstabel — bare naboer)
Kilder (på typisk campus)
| Aggregat | Klasse | Gjenvinnbar | Notater |
|---|---|---|---|
| EAF avgass og hette | Middels/høy | ~8–15 MWth | Til damp, tørkerier |
| Glassherding/glassherding | Lav/middels | ~6–12 MWth | Til tørkerier, bygninger |
| Elektro-raffineringshall | Lav | ~1–3 MWth | Luft→vann varmevekslere |
| Beregningstativer (del 11) | Lav | ~18–20 MWth | Væskekrets 45–60 °C |
Brukere (hvor varmen tjener)
- Produksjonstørkerier (malm, murstein, belegg)
- Varmt vann og bygningers HVAC
- Lavtemperatur prosess-steg (etsing, vask)
- Sentralisert krets for byen: bassenger, drivhus, vaskerier
Regel fra praksis: fang alt over 30 °C. Hvis strømmen ikke trengs i dag, lagre eller send 80 m dit noen vil smile.
Vannsløyfer (standard — lukkede)
Nettverkets «anatomi»
- Grønn → prosess → sluttbehandling → gjenbruk; avfall — til blokker/bindemidler.
- Regn fra PV-enger fyller på vannbalansen; innsjøen demper sesongene (del 1).
- Skill rene/ureine konturer slik at det rene forblir rent.
Planleggingsdata
| Linje | Gjenbruk | Påfylling | Notater |
|---|---|---|---|
| Metallkjøling | ~90–98 % | ~2–10 % | Lukkede tårn/varmevekslere |
| Glass og beleggslinjer | ~85–95 % | ~5–15 % | Filtre + RO |
| Batterimetaller | ~80–95 % | ~5–20 % | Avhenger av vaskeruten |
Avløp mineraliserer blokker (del 9), ikke møter elven.
Gasser og reagenser (for at kjemien skal fungere)
Biprodukt
| Hvorfra | Blir til | Bruker |
|---|---|---|
| Smelting SO₂ (Cu sulfider) | H₂SO₄ (svovelsyre) | Vaskerier (batterimetaller) |
| LC³ elektrisk kalkinator CO₂ | CO₂ strøm | Karbonatisering av blokker |
| Beregning pumper og gir | Lavtemperatur varme | Tørkere • VVS • drivhus |
| Glassfilterstøv | Finkornet SiO₂ | Risikovarianter • blokker |
Reagensers «sunn fornuft»
- Prioriter sulfatiske, ammoniakk- og karbonatsystemer med kjente balanser.
- Lukk damputslipp; rens til produkt (syre/base), ikke til atmosfæren.
- Design nøytraliseringen slik at det blir selgbare faste produkter, ikke «mystisk gjørme».
Hvor kommer CO₂ til herdingen nøyaktig fra?
Fra elektrisk kalsinator (del 9): kalkstein i LC³-fraksjonen frigjør CO₂ ved kontrollerte temperaturer. Siden ovnen er tett og elektrisk, samler og komprimerer vi denne strømmen for herding av blokker og plater. Kort sløyfe, ingen skorstein.
Mineralske biprodukter → produkter (ingenting går tapt)
EAF og smelteslakker
- Klassifisert og separert med magneter: grov fraksjon → til veibunn, fin → til bindemiddelblanding (med LC³).
- Modnet/dampbehandlet for å «låse» fri kalk; sertifisert som hvilket som helst materiale.
Konsentrator og avfallsområder
- Sandholdige avfallsområder til pressede blokker (del 9), herdede med CO₂.
- Leirholdige fine fraksjoner til kalsinert leire LC³ (del 9).
Men er det trygt?
Vi behandler kun inert, undersøkte strømmer med kontinuerlig QA. Det som «oppfører seg ikke», gjør vi om til stabilisert, installert monolitt — og reduserer kontinuerlig omfanget av denne kategorien.
Hjørneløkker regnskap (forhåndsberegnet)
«Vieno gigatons» hjørne — eksemplariske koblinger (balanse)
Omtrentlig: stål 1 Mt/år • glass 1 Mt/år • batterikjemi 0,1–0,3 Mt/år • beregning 20 MW.
| Konkurranse | Strøm | Fra | Til | Merknad |
|---|---|---|---|---|
| Stålskrap | ~0,25 Mt/år | Valsverk/klienter | EAF | 25 % returneres i lukket syklus |
| Aluminiumsavfall | ~0,12 Mt/år | Ekstrudering | Omsmelting | Lite energi |
| Flak | ~0,25–0,35 Mt/år | Glasslinjer | Smelteparti | 20–35 % partier |
| H₂SO₄ | ~0,2–0,5 Mt/år | Cu smelting | Utvaskingsverksteder | SX/EW og polering |
| CO₂ | ~0,05–0,12 Mt/år | LC³ kalkinator | Blokkharding | Kort herdeloop |
| Lavtemperatur varme | ~30–40 MWth | Beregning og linjer | Tørkere/SHVC | 45–60 °C kretser |
| Prosessvann | ~85–95 % gjenbruk | Alle linjer | Vannnett | Påfylling via regn og innsjø |
| Slagg/sand til blokker | ~0,2–0,6 Mt/år | Møller/deponier | Blokkfabrikk | Herdet CO₂ |
Verdier — planleggingsreferansepunkter for å holde prosjekter konkrete; faktiske størrelser kalibreres etter lokal «oppskrift».
Resultater (mål)
- Materialsykluser: ≥ 90 % internt etter masse (unntatt produksjon)
- Vannresirkulering: ≥ 90 % i gjennomsnitt per sløyfe
- Varmeinnsamling: ≥ 70 % gjenvunnet lav-/middelsort
- Avfall til deponi: ≤ 1–3 % av total masseflyt, stabilisert
Nabofordeler
- Sentralisert varmtvann til kostpris (skoler, svømmebasseng, klinikker)
- Blokker og plater for lokal bygging — til rettferdige priser
- Arbeid knyttet til vedlikehold og QA — stille
Forhåndsberegnede scenarier
Scenario A — Stål- og glassduett
Stål 1 Mt/år + solglass 1 Mt/år.
| Konkurranse | Verdi | Merknad |
|---|---|---|
| Varmegjenvinning | ~20–30 MWth | EAF og gløding → tørker/ŠVOK |
| Andel av sjuker | ~25–35 % | Reduserer kWh/t i smelteovn |
| Skrapavkastning | ~25–30 % | Internt og kundeskrap |
| Vannoverforbruk | ~90–95 % | To-krets system |
Scenario B — Kobber + batterimetaller
Kobberkatode 1 Mt/år + Ni/Co sulfater 100 kt/år.
| Konkurranse | Verdi | Merknad |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0,2–0,5 Mt/år | Driver utvasking • uten flares |
| ER varme | ~2–4 MWth | Luft→vann til tørkere |
| Vannoverforbruk | ~85–95 % | «Polishing» + RO |
Scenario C — Byen med «ankret» beregning
Beregning 20 MW + murstein/blokker 0,5 Mt/år + samfunnsbelastning.
| Konkurranse | Verdi | Merknad |
|---|---|---|
| Varme levert til byen | ~18–20 MWth | 45–60 °C levering |
| CO₂-herdingsgass | ~0,05–0,12 Mt/år | Fra LC³-kalsinator |
| Vannoverforbruk | >90 % | Tørketromler med varmepumper |
Datasenteret blir en kommunal tjeneste: stille varme om vinteren, stille kjøling om sommeren.
FAQ
"Er null avfall realistisk?"
Null deponi — realistisk; null masse — ikke. Vi designer slik at >90 % av massen forblir i sløyfene, 7–9 % blir til produkter fra andre produsenter, og en liten, "upartisk" rest blir stabilisert og lagret ordentlig — og denne kategorien reduserer vi stadig.
"Hva skjer hvis sløyfen stopper?"
Vi har buffere: varmelagre, reagensbeholdere og blokkplasser. MEC-porter (del 10) tillater rask omkobling. Hvis naboen "faller i søvn", overfører lagring via broen en time/dag til han våkner.
"Hvordan beviser du det for naboene?"
Kontinuerlige overvåkninger av luft, vann og støy med offentlige oversikter. Hvis linjen "snubler", går alarmen både til oss og byen. Tillit er en prosjektparameter, ikke en pressemelding.
Videre — Bendruomenės prie ežerų (del 13 av 14). Vi skal planlegge byer som vokser rundt fremtidige innsjøer fra del 1 — skoler, markeder og hjem som sparer energi og elsker utsikten.