Mobili versija | Apie | Visos naujienos | RSS | Kontaktai | Paslaugos
 
Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Technologijos » Technologijų rinka

Miestų kasyklos

2013-06-07 (2) Rekomenduoja   (1) Perskaitymai (275)
    Share

Ar ga­li mies­tų lo­bių ieš­ko­toj­ai at­ras­ti tur­tus po gat­vė­mis? Yra daug ir vis gau­sė­ja ver­tin­gų, ap­leis­tų me­ta­lų, lau­kian­čių sa­vo va­lan­dos

Eidamas ieškoti metalo, Matsas Eklundas paima į rankas visą savo gyvenimą. Bet jis turi nerimauti ne dėl šėlstančių upių ar grizlių. Pagrindinis jo rūpestis – griūvančios dirbtuvės ir beprotiškas piko valandų eismas.

Aplinkos inžinierius iš Linköpingo universiteto Švedijoje, Eklundas yra vienas iš naujo tipo ieškotojų, kurie labiau linkę taikytis į miestų centrus, o ne laukinę gamtą. Jie taikosi į „miesto rūdą“ – užmirštus metalo išteklius, gulinčius miesto gatvėse ir po jomis.

Eklundas praleido keletą metų, po keliais ir šaligatviais ieškodamas apleistų kabelių ir seniai užmirštų vamzdynų. Jo tyrimai rodo, kad daugelyje miestų yra vertingi metalų klodai, įkalinti požeminėje nebenaudojamoje infrastruktūroje. Tuo tarpu kiti randa turtingesnius šaltinius, gulinčius miesto gatvėse ar tekančius po jomis ir galinčius pasirodyti lobių ieškotojo išsipildžiusia svajone. Ar miesto gyventojai tikrai sėdi ant aukso gyslos? Jei taip, kur vertingiausios ir kaip galime jas aptikti?

Žinoma, seno metalų panaudojimas yra tiesiog kitokia antrinio perdirbimo forma ir čia nieko naujo. Dar seniau, nei prieš 2000 metų Plinijus Vyresnysis raštuose minima, kad kalviai paversdavo vario ir bronzos atliekas statulomis.

Bet dabar metalo perdirbimas yra kitoks. Per pastarąjį dešimtmetį ar panašiai, besivystančios Azijos ir Pietų Amerikos ekonomikos pakėlė žaliavų poreikį į naujas aukštumas, tuo tarpu daugelio metalų, tarp jų ir vario, rūdų kokybė krenta, nes turtingiausi šaltiniai jau iškasti. Brangstant išgavimui ir gryninimui, metalų perdirbimas tapo ekonomine ir aplikosaugine būtinybe.

Nepaisant šio spaudimo, daugelis metalo laužo formų tebelieka nepaliestos, nes paprasčiausiai nėra lengva jas išgauti. Pasaulyje neperdirbama apie 30 procentų aliuminio neperdirbama, o variui šis skaičius didesnis, nei 50 procentų. Šie metalai naudojami aukštosiose technologijose, ypač elektronikoje, kur medžiagos dažnai būna labai išskaidytos. Todėl antrinis metalų perdirbimas tampa techniniu iššūkiu. Kasmet pasaulyje elektronikos prekėms sunaudojama daugiau, nei 300 tonų aukso 7000 tonų sidabro, tačiau vos po 15 procentų šių medžiagų atgaunama. Dėl to elektronikos atliekų pilname kibire gali būti 50 kartų daugiau metalų, nei daugelyje iškasamų rūdų.

Didžiajai elektronikos atliekų daliai keliaujant į sąvartynus, gal jau metas pradėti juos kasinėti? Žinoma, niekas dar nekasinėja sąvartynų pramoniniu masteliu. Christeris Forsgrenas, Tarptautinės atliekų antrinio perdirbimo kompanijos Stena Metall techninis direktorius, sako, kad problema yra sąvartyno medžiagų susimaišymas. Atlikdama eksperimentą, firma gręžė bandymų gręžinius Švedijos sąvartyne ir matavo metalo koncentraciją. Buvo pilna vario. Tačiau problema, sako Forsgrenas, kasinėtojai turi mokėti už visų nepanaudotų atliekų antrinį užkasimą. „Kitu atveju metalo gavyba būtų ekonomiškai naudinga.“

Kol kas yra kitų, labiau viliojančių lobių. Tomas Graedelas, pramonės ekologas iš Yale'io universiteto, tyrinėjo tai, ką apibūdino kaip „komatozines“ atsargas – neregimus metalus, užrakintus nenaudojamoje infrastruktūroje ar pasklidusius aplinkoje. Kaip ir iš sąvartynų, šį metalą gali būti sunku išgauti, ir kol kas buvo dedama mažai pastangų, stengiantis tiksliai sužymėti turtingiausių išteklių vietas. Bet vienas dalykas aiškus, sako Graedelas: žinant, kad miestai paprastai klesti labiau ir turi didesnę infrastruktūrą, nei kaimiškos vietovės, didžiąją komatozinio metalo dalį veikiausiai galima rasti miestuose. Būtent čia ieškotojai ir pradeda savo paieškas.

Jie jau šalikelėse, kaip sakoma, renka aukso dulkes. Atsikračius lapų ir senų įpakavimų, lipnios rudos gatvių sąšlavos turi vertę, jei žinai, kaip ją išgauti. Birminghamo (JK) universitete Angela'a Murray ir jos kolegos įkūrė kompaniją Roads to Riches, siekiančią išgauti platinos grupės elementus (PGM) – platiną, paladį ir rodį iš gatvių sąšlavų. Šie metalai patenka iš automobilių katalitinių konverterių, padedančių sumažinti variklių išmetamųjų dujų taršą. Varikliui veikiant, mikroskopiniai katalizatoriaus fragmentai atskyla ir išlekia per išmetamąjį vamzdį. Kelio dulkėse pasilieka iki 70 % konverterių tauriųjų metalų

Žemės turtingiausiose platinos rūdos telkiniuose, eksploatuojamuose Pietų Afrikoje, šio metalo yra nuo 2 iki 10 dalių milijone (ppm), sako Murray. „Gatvių sąšlavose jo yra apie 1 ppm ir ją daug lengviau iškasti.“ Ji skaičiuoja, kad kasmet nuo Jungtinės karalystės kelių nušluojama ir į sąvartynus išvežama PGM, vertų daugiau, nei 64 milijonų svarų.

Norėdami išgauti šį gėrį, Murray ir jos kolegos džiovina ir sijoja kelio dulkes, tada pritaiko savo patentuotą išgavimo procesą – magnetinės, elektrostatinės ir gravitacinės separacijos kombinaciją. Taip tauriųjų metalų koncentracija dulkėse išauga iki daugiau, nei 10 ppm, sako Murray, ir išvysčiusi gravitacijos techniką, komanda tikisi pasiekti maždaug 60 ppm lygį, kuris jau tinkamas lydymui.

Geležis duobėje

Kiti irgi žvalgosi į gatvės atliekas. Sausį Warwickshire'e (JK) pradėjo veikti atliekų tvarkymo kompanijos Veolia Environment gatvės sąšlavų perdirbimo įmonė, kur jos inžinieriai tobulina tauriųjų metalų koncentravimo techniką.

Vaikytis retų ir brangių metalų dulkes gali būti verta, tačiau pagrindinių metalų, pavyzdžiui, geležies, aliuminio ir vario gavybai reikia didesnių, lengviau pasiekiamų telkinių, kad tai apsimokėtų. Eklundas mano atradęs tokius komatozinius telkinius.

Jis su kolegomis praleido kelerius metus, skaičiuodami nebenaudojamo, po Švedijos miestų grindiniu palaidoto vario, geležies ir aliuminio vertę. Po pramonės revoliucijos prabėgę metai kartu su dažnais technologiniais atnaujinimais reiškia po šių miestų centrais gulinčius nenaudojamo metalo tinklus. „Kai kuriose gatvėse tiek daug senų vamzdžių ir kabelių, kad jie trukdo vystymu,“ sako Eklundas.

Jo komanda surinko duomenis iš miesto ūkio kompanijų apie naudojamų vamzdžių ir kabelių pasiskirstymą trijuose miestuose: Gothenburge, Linköpinge ir Norrköpinge. Jie taip pat tyrinėjo senus, nuo 1850 metų, žemėlapius, siekdami identifikuoti nenaudojamus vamzdžius ir kabelius. Linköpinge jie atrado, kad nenaudojami 5 procentai vamzdynų, tuo tarpu Gothenburge ir Norrköpinge, šis skaičius arčiau 20-ies procentų. Tai priklauso nuo miesto istorijos, paaiškina Eklundas. Miestuose, kuriuose ilgai vyko industrializacija ir kurių išplanavimas per praėjusį šimtmetį kito, apleistos metalinės infrastruktūros daugiau, paaiškina jis.

Tyrėjai įvertino, kad vien po šiais Švedijos miestais nutiestuose ir nebenaudojamuose elektros kabeliuose yra apie 90 000 tonų vario, kainuojančio 630 milijonų dolerių. To metalo laužo panaudojimas užuot kasus rūdą, sutaupytų 360 000 tonų CO2, kadangi jų išgavimui reikia mažiau energijos, nei rūdos kasybai ir metalo išgavimui. O Švedijos bendros komatozinio vario atsargos tikriausiai daug didesnės – Eklundo kolega Joakimas Krookas spėja, kad iš viso po žeme gali būti 400 000 tonų, o per kelerius ateinančius metus jų dar padaugės, nustojus naudotis senais tinklais.

Norrköpingo, Švedijos didžiausio pramonės miesto, atveju, Eklundas ir jo kolegos pavertė savo duomenis lobių žemėlapiu. Karšti taškai – seni pramoniniai rajonai su apleistais medvilnės fabrikais ir kadaise juos aptarnavusiomis pastovios srovės elektros linijomis, kartu su nebenaudojamomis tramvajų linijomis, dujų vamzdžiais ir latakais. „Vienoje atnaujinamoje vietoje buvo beveik 28 kartus daugiau nebenaudojamo aliuminio ir tris kartus daugiau geležies, nei vidutiniškai mieste,“ sako Eklundas. Vietose su turtingu pramoniniu palikimu, – kaip daugelis JK miestų – Eklundas mano, kad daugiau, nei ketvirtis visų vamzdžių ir kabelių gali būti nebenaudojami.

Skverbdamiesi dar giliau po gatvėmis, kai kurie lobių ieškotojai tikrai išsitepa rankas. Berndas Lottermoseris, šių laikų metalo medžiotojas iš Exeterio universiteto (JK) numato auksinę ateitį… kanalizacijai.

1995 metais Australijos aukso gavybos kompanija Echidna Mining įsigijo eksploatacijos teises į Werribee purvą – krūvą Melburno kanalizacijos atliekų, kurios čia kaupėsi nuo 1898-ųjų. Bandomieji pavyzdžiai rodė nemažą aukso koncentraciją – maždaug pusę vidutinio aukso rūdų lygio. Didžioji jo dalis atsirado iš odontologų praktikos, elektronikos pramonės ir juvelyrinių dirbinių gamintojų. Šiek tiek atsiranda iš vaistų, naudojamų artrito ir vėžio gydymui. „Šiek tiek atsiranda nuo juvelyrinių aukso dirbinių trynimosi, kai plaunate indus ar maudotės duše,“ sako Lottermoseris. Jo testai rodo, kad iš nuotekų auksą, sidabrą ir cinką galima išgauti, ėsdinant natrio cianidu. Tačiau aplinkosauginės grėsmės ir išgavimo kaštai tokią gavybą daro ekonomiškai nenaudingą iš visų, išskyrus koncentruočiausias, nuosėdų.

Bet iš tinkamų atliekų turtai trykšta. Nuotekų dumblo apdorojimo įmonė Nagano prefektūroje, Japonijoje, auksą išgauna nuo 2009-ųjų. Iš pramoninio rajono, kur daug tiksliosios įrangos gamintojų, tekančiose nuotekose aukso koncentracija yra iki 2,9 kilogramų tonoje, tai yra, beveik 50 kartų didesnė, nei įprastinėje aukso rūdoje. „Šiuo atveju apdorojimo cianidu kaštus nusveria išgaunamas auksas,“ sako Lottermoseris. „Galiausiai kanalizacija taps tinkamu ištekliumi daugelyje vietų, nes aukso rūdų koncentracija vis mažėja.“

Turėdamas tai galvoje, Lottermoseris su kolegomis ieško pigesnio ir švelnesnio išgavimo metodo. Vienas jų tiriamas reagentas yra tiokarbamidas, greičiau yrantis ir mažiau toksiškas už natrio cianidą.

Mikroskopiniai šachtininkai

Ne vien auksas suteikia atliekoms žvilgesio. 2009 metais Cardiffo universiteto (JK) komanda išmatavo beveik 200 dalių milijarde PGM koncentraciją Birminghamo miesto dumble. Ligoninių nuotekose ypač daug platinos, nes ji plačiai naudojama priešvėžiniuose vaistuose. Tačiau iššūkis yra sukoncentruoti ją ekonomišku būdu. Tai galėtų įgyvendini gyvi organizmai (žr. „Apsigimę šachtininkai“).

Tikriausiai dar didesnis iššūkis ištraukti vamzdžius ir kabelius, nesukeliant daug rūpesčių ir maišaties, sako Eklundas. Vienas austrų kompanijos Kabel-X sprendimas yra ištraukti telekomunikacijų kabelius, jų neiškasant, o pumpuojant alyvą tarp kabelio šerdies ir apsauginio šarvo. Taip kabelis sutepamas ir vienu metu galima ištraukti iki 400 metrų. Prarastų atsargų radimas irgi lengvėja, dėl technologijos, vystomos penkių Britanijos universitetų komandų. Projekte Mapping the Underworld, bendradarbiaujama, kuriant daugiajutiklę sistemą, galinčią aptikti kabelius ir vamzdžius be kasinėjimo. Vienoje bandymų aikštelėje – vandens valymo įmonėje šalia Bristolio – jie jau aptiko seniai pamirštą XIX a. vamzdyną.

Tokia technologija suteikia perspektyvą, kad miestų kasyba greitai bus įmanoma. „Kai kuriems metalams, pavyzdžiui, variui, kurio kaina per porą metų išaugo penkiariopai, tai jau apsimoka,“ sako Eklundas. „Dabar naudojama maždaug tik pusė metalų, išgautų iš Žemės plutos,“ sako jis.

Šiam švaistomam ištekliui skiriamas vis didesnis dėmesys. Pernai įvyko pirmasis miesto kasybos simpoziumas ir Europoje politikai remia bendrą visos EU strategiją išnaudoti nebenaudojamas atsargas. Tačiau reikia pastebėti, kad kuriems asmenims aktyvus infrastruktūros naudojimas nėra barjeras. Pavyzdžiui, jungtinėje karalystėje aktyvūs geležinkelio signalizacijos kabeliai ir namų dujų vamzdžiai tapo vagių magnetais.

Ilguoju laikotarpiu, netgi šiukšlėmis nusėta judrių magistralių pakelių žolė gali tapti viliojančiu kąsneliu. Platinos, paladžio ir rodžio koncentracija šalikelėse yra 100 – 1000 kartų didesnė už normalią, sako biogeochemikas Walteris Wenzelis iš Natūralių išteklių gamtos mokslų universiteto Vienoje, Austrijoje. „Gali būti įmanoma nustatyti augalus, galinčius išskirti šiuos platinos grupės elementus,“ tvirtina jis. Helena Parker, Yorko universiteto chemikė, pritaria: „Šalikelėse augančios žolės tyrimai rodo, kad ji natūraliai pasisavina platiną ir paladį.“ Jei metalo kainos augs ir toliau, kompanijos gali varžytis už teisę „auginti“ vertingus elementus šalia magistralių.

Ir kas pasakytų, ką dar galiausiai bus verta eksploatuoti. Kai kuriuose optiniuose kabeliuose yra aramido polimerų, kaip kevlaro, kurių perdirbimo paklausa irgi auga. Kompanija Teijin Nyderlanduose perdirba seną kevlarą į naujus polimerus jau nuo 2008-ųjų. Toliau ateityje optiniai kabeliai, padengti retaisiais žemių elementais irgi gali tapti ieškoma preke – dar viena, regis, visur paplitusi mūsų infrastruktūros gija, galinti tapti trokštama rytojaus miesto rūda.

Apsigimę šachtininkai

Metalai iš jų rūdų paprastai išskiriami stipriomis rūgštimis arba išlydant metalus ir iškratant. Abu procesai efektyvūs, bet niokoja aplinką.

Šią problemą gali išspręsti gyvi organizmai. Pavyzdžiui, biosodrinimui panaudojamos metalus ryjančios bakterijos. Tam tikrus elementus jos naudoja struktūrinėms ar katalitinėms funkcijoms, tad pasirinkus tinkamą rūšį, galima surinkti metalo komponentus.

Anna Kaksonen, iš Sandraugos Mokslinių ir pramoninių tyrimų organizacijos Australijoje, ieško būdų paskatinti šias bakterijas sušlamšti krūvas elektros prietaisų atliekų ir išgauti tokius metalus, kaip cinkas ir nikelis.

Angela Murray iš Birminghamo universiteto (JK), ir tuo užsiima. Ji bando bakterijas, turinčias fermentą, fiksuojantį platinos jonus ir paverčiantį juos metalo nanodalelėmis, prikibusiomis prie bakterijos paviršiaus. Idėja yra tokia, kad bakterijoms visiškai pasidengus, jas galima atskirti, išdžiovinti ir susmulkinus iš karto gauti katalizatoriaus miltelius.

Metalus kaupia ir kai kurie augalai. Helen Parker ir jos kolegos iš Yorko universiteto (JK), eksperimentuoja su „hiperakumuliuojančiais“ augalais, auginamais gatvių sąšlavų pilnoje dirvoje ir galinčiais surinkti paladį. „Pabaigoje gaunamas labai nelaimingas augalas, bet padarytus iš jo miltelius galima tiesiogiai naudoti kaip katalizatorių,“ sako ji. Galiausiai genetiškai modifikuoti augalai galėtų siurbti metalus iš pramoninių atliekų aikštelių, kelių sąšlavų ar netgi skystų atliekų, pavyzdžiui, sąvartynų filtratų ir kanalizacijos dumblo.

Ištirpusiems metalams puiki perspektyva yra jūržolės. Jos gali sėkmingai sugauti auksą, varį, nikelį, cinką ir platinos grupės elementus. „Potencialiai jos galėtų būti naudojamos išgauti tauriuosius metalus iš atliekų tirpalų srauto, susidarančio pramonės ir farmacijos įmonėse,“ sako Parker.


Kate Ravilious
New Scientist, № 2919

Verta skaityti! Verta skaityti!
(8)
Neverta skaityti!
(0)
Reitingas
(1)
Komentarai (2)
Komentuoti gali tik registruoti vartotojai
Naujausi įrašai

Įdomiausi

Paros
80(0)
46(2)
27(3)
24(0)
17(6)
13(0)
13(0)
11(0)
Savaitės
133(21)
78(1)
68(3)
66(0)
65(4)
Mėnesio
175(16)
133(21)
128(2)
113(26)