Seria: Minerit și materiale • partea 12 din 14
Industria circulară: deșeuri = intrare
Am proiectat campusul ca pe un organism viu: căldura — hrană, apa — sânge, iar „deșeurile” — coleg de cameră cu muncă. În această parte conectăm buclele — metale, căldură, apă, gaze, minerale — pentru ca vecinii să hrănească vecinii și nimic să nu se piardă.
Sarcina de astăzi
Cartografiați fiecare produs secundar pentru cumpărătorul din apropiere.
Publicați dimensiunile buclelor calculate în prealabil.
Demonstrați că campusul poate fi liniștit, curat și să aducă beneficii reale orașului său.
De ce circulară (mai întâi fizică, apoi romantism)
Noi nu "compensăm" nimic — noi conectăm între ele. Aceiași electroni (partea 3), care însoțesc metalele (părțile 4–6), de asemenea pun în mișcare pompe, cuptoare (partea 9) și săli de date (partea 11). Aceasta permite direcționarea țintită a căldurii, apei și fluxurilor secundare: fiecare ieșire este un meniu, iar întregul campus este flămând.
- Buclă mai scurtă câștigă: transferul căldurii pe 80 m este mai ieftin decât livrarea combustibilului pe 800 km.
- Porturi standard: MEC‑48/96 permite schimbări rapide (partea 10).
- Transportăm forme, nu deșeuri: depozitele/cărămizile/blocurile rămân pe loc (părțile 1, 8, 9).
Buclă de materiale (deșeuri, cioburi și prieteni)
Metale
- Oțel: EAF topește deșeurile din morile noastre și ale clienților. Returnarea tipică a deșeurilor în circuit închis: 20–35 % din producție.
- Aluminiu: pentru topire este nevoie de <10 % energie primară; mențineți curentul deșeurilor curat pentru fiecare aliaj (partea 6).
- Producția de cupru: tăiem și rafinăm rebuturile → ER → catod 99,99 %; zgura se întoarce la producția anodului.
Sticlă și siliciu
- Cioburi: 20–35 % din lot după masă; reduc energia și uzura topiturilor (partea 9).
- Resturi PV: se întorc în lotul de sticlă sau în șinele de aluminiu; componentele ajung la reciclatori specializați; proiectăm pentru demontare (partea 3).
Ambalaje și paleți
Paleți reutilizabili din oțel/aluminiu cu colțuri înșurubate. Se întorc cu cursele de retur, sunt scanate și pleacă din nou. Pentru carton — o singură sarcină: protejarea opticii, apoi în ciclul hârtiei.
Buclă termică (fără coș de fum — doar vecinii)
Surse (în campusul tipic)
| Agregat | Clasă | Recuperabil | Note |
|---|---|---|---|
| Gazele evacuate și capacul EAF | Mediu/înalt | ~8–15 MWth | Către abur, uscătoare |
| Încălzire/tempering sticlă | Scăzut/mediu | ~6–12 MWth | Către uscătoare, clădiri |
| Sala de electro-rafinare | Scăzut | ~1–3 MWth | Schimbătoare de căldură aer→apă |
| Rafturi de calcul (partea 11) | Scăzut | ~18–20 MWth | Circuit lichid 45–60 °C |
Utilizatori (unde căldura generează venit)
- Uscătoare de producție (minereu, cărămizi, acoperiri)
- Apă caldă și HVAC pentru clădiri
- Pași de proces la temperaturi joase (corodare, spălare)
- Circuit centralizat pentru oraș: piscine, sere, spălătorii
Regula din practică: prindeți tot ce depășește 30 °C. Dacă azi nu e nevoie de debit, acumulați sau trimiteți 80 m acolo unde cineva va zâmbi.
Buclă de apă (implicit — închisă)
„Schema anatomică” a rețelei
- Verde → proces → curățare finală → reutilizare; reziduul — în blocuri/legături.
- Ploaia de pe pajiștile PV completează balanța apei; lacul amortizează sezoanele (partea 1).
- Separați circuitele curate/murdare, pentru ca cele curate să rămână curate.
Cifre de planificare
| Linie | Reutilizare | Reumplere | Note |
|---|---|---|---|
| Răcirea metalelor | ~90–98 % | ~2–10 % | Turnuri închise/ schimbătoare de căldură |
| Sticlă și linii de acoperire | ~85–95 % | ~5–15 % | Filtre + RO |
| Metale pentru acumulatori | ~80–95 % | ~5–20 % | Depinde de ruta de spălare |
Reziduul mineralizează blocurile (partea 9), nu se întâlnește cu râul.
Gaze și reactivi (pentru ca chimia să funcționeze)
Produs secundar →
| De unde | Devine | Folosește |
|---|---|---|
| Topire SO₂ (sulfuri de Cu) | H₂SO₄ (acid sulfuric) | Ateliere de spălare (metale din baterii) |
| CO₂ din calcinerul electric LC³ | Flux de CO₂ | Întărirea carbonatată a blocurilor |
| Pompe și angrenaje de calcul | Căldură joasă | Uscătoare • HVAC • sere |
| Praf de filtre de sticlă | SiO₂ fin | Amestecuri de rizomi • blocuri |
""Bunul simț" al reagenților"
- "Prioritate pentru sistemele sulfatice, amoniacale și carbonatice cu balanțe cunoscute."
- "Închideți căile aburului; curățați până la produs (acid/bază), nu în atmosferă."
- "Proiectați neutralizarea astfel încât să rezulte produse solide vândute, nu "noroi misterios"."
"De unde provine exact CO₂ pentru întărire?"
"Din calcinatorul electric (partea 9): calcarul din LC³ eliberează CO₂ la temperaturi controlate. Deoarece cuptorul este etanș și electric, acest flux îl colectăm și îl comprimăm pentru întărirea blocurilor și plăcilor. Buclă scurtă, fără coș de fum."
"Subproduse minerale → produse (nimic nu se pierde)"
"EAF și zguri de topire"
- "Clasificate și separate cu magneți: fracție mare → pentru fundația drumurilor, fracție mică → pentru amestecul de liant (cu LC³)."
- "Maturate/aburite pentru a "bloca" calcarul liber; certificate ca orice material."
"Concentrator și depozite"
- "Depozite nisipoase în blocuri presate (partea 9), întărite cu CO₂."
- "Fracții fine argiloase în argilă calcinată LC³ (partea 9)."
"Dar este sigur?"
"Procesăm doar fluxuri inerte, testate cu QA continuu. Ce "nu se comportă" transformăm în monolit stabilizat, instalat — și reducem constant volumul acestei categorii."
"Contorizarea buclelor colțului (calculată în prealabil)"
"Colțul 'Vieno gigaton' — conexiuni exemplare (echilibru)"
Estimativ: oțel 1 Mt/an • sticlă 1 Mt/an • chimie baterii 0,1–0,3 Mt/an • calcul 20 MW.
| Kilpa | Flux | Din | În | Notă |
|---|---|---|---|---|
| Deșeuri de oțel | ~0,25 Mt/an | Ateliere/Clienți de laminare | EAF | 25 % se întoarce prin ciclu închis |
| Deșeuri de aluminiu | ~0,12 Mt/an | Extrudare | Refuzionare | Consum redus de energie |
| Cioburi | ~0,25–0,35 Mt/an | Liniile de sticlă | Lotul de topire | 20–35 % loturi |
| H₂SO₄ | ~0,2–0,5 Mt/an | Topire Cu | Ateliere de spălare | SX/EW și lustruire |
| CO₂ | ~0,05–0,12 Mt/an | Calcinator LC³ | Întărirea blocurilor | Buclă scurtă de întărire |
| Căldură joasă | ~30–40 MWth | Calcul și linii | Uscătoare/SVCA | Contururi de 45–60 °C |
| Apă de proces | ~85–95 % reutilizare | Toate liniile | Rețea de apă | Completare prin ploaie și lac |
| Zgură/nisip în blocuri | ~0,2–0,6 Mt/an | Morile/depozite de deșeuri | Fabrică de blocuri | CO₂ întărit |
Valori — puncte de referință pentru planificare, pentru a menține proiectele concrete; valorile reale sunt calibrate după „rețeta” locală.
Rezultate (ținte)
- Ciclabilitatea materialelor: ≥ 90 % intern după masă (excluzând producția)
- Recuperare apă: ≥ 90 % în medie pe circuite
- Recuperare căldură: ≥ 70 % recuperată din clasa joasă/medie
- Deșeuri către groapă: ≤ 1–3 % din fluxul total de masă, stabilizate
Beneficiile vecinilor
- Apă caldă centralizată la cost (pentru școli, piscine, clinici)
- Blocuri și plăci pentru construcții locale — la prețuri corecte
- Muncă legată de întreținere și QA — silențioasă
Scenarii calculate în prealabil
Scenariul A — Duetul oțel și sticlă
Oțel 1 Mt/an + sticlă solară 1 Mt/an.
| Kilpa | Valoare | Notă |
|---|---|---|
| Recuperarea căldurii | ~20–30 MWth | EAF și recoacere → uscătoare/SVOK |
| Partea șukărilor | ~25–35 % | Reduce kWh/t în cuptor |
| Randament deșeuri | ~25–30 % | Deșeuri interne și ale clienților |
| Reutilizarea apei | ~90–95 % | Schema cu două circuite |
Scenariul B — Cupru + metale pentru baterii
Catod de cupru 1 Mt/an + sulfați Ni/Co 100 kt/an.
| Kilpa | Valoare | Notă |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0,2–0,5 Mt/an | Alimentează spălarea • fără flăcări |
| Căldură ER | ~2–4 MWth | Aer→apă către uscătoare |
| Reutilizarea apei | ~85–95 % | „Polishing" + RO |
Scenariul C — Oraș, „ancorat" având calculul
Calcul 20 MW + cărămizi/blocuri 0,5 Mt/an + încărcătura comunității.
| Kilpa | Valoare | Notă |
|---|---|---|
| Căldură livrată orașului | ~18–20 MWth | Furnizare 45–60 °C |
| Gazele de întărire CO₂ | ~0,05–0,12 Mt/an | Din calcinatorul LC³ |
| Reutilizarea apei | >90 % | Uscătoare cu pompe de căldură |
Sala de date devine un serviciu comunal: căldură silențioasă iarna, răcire silențioasă vara.
Întrebări frecvente
„Este cantitatea zero de deșeuri realistă?“
Zero sunt deșeuri — realist; zero masă — nu. Proiectăm astfel încât >90 % din masă să rămână în bucle, 7–9 % să devină produse ale altor producători, iar o mică, „neascultătoare“ rămășiță să fie stabilizată și depozitată ordonat — și această categorie o reducem constant.
„Ce se întâmplă dacă bucla se oprește?“
Avem bufferi: rezervoare de căldură, recipiente pentru reactivi și parcări pentru blocuri. Porturile MEC (partea 10) permit comutarea rapidă. Dacă vecinul „adormește“, stocarea prin pod transmite o oră/zi până la trezirea lui.
„Cum dovediți asta vecinilor?“
Monitorizări continue ale aerului, apei și zgomotului cu rezumate publice. Dacă linia „se prăbușește“, alarma merge atât către noi, cât și către oraș. Încrederea este un parametru de proiect, nu un comunicat de presă.
Toliau — Bendruomenės prie ežerų (13 dalis iš 14). Planuosime orașe care cresc în jurul viitoarelor lacuri din partea 1 — școli, piețe și case care economisesc energie și iubesc peisajul.