Kan ett filter återvinna aluminiumavfall?
MIT -ingenjörer har utvecklat en nanofiltreringsprocess som lovar att öka produktionseffektiviteten i aluminium och minska farligt avfall.
MIT -ingenjörer har utvecklat en nanofiltreringsprocess för att minska avfallet från aluminiumproduktion genom att fånga aluminiumjoner från avloppsströmmar, som sedan kan uppcyklas för att öka utbytet och minimera avfall.Lab -experiment med ett membran visade sin förmåga att fånga över 99% av aluminiumjoner från lösningar som liknar aluminiumväxter.Om den skalas upp för användning i produktionsanläggningar kan denna teknik minska aluminiumavfall och förbättra kvaliteten på växtutsläppen.
En återvinningsnisch
Forskningsgrupp vid MIT fokuserar på att utveckla membran- och filtreringsteknologier för avsaltning av havsvatten och behandling av avloppsvatten.Teamet, som utforskade nya applikationer för sitt arbete, identifierade en möjlighet inom aluminiumproduktion, särskilt för att hantera avloppsvattnet som genererades under processen.
Aluminiumproduktion börjar med gruvbauxit, en metallrik malm, som genomgår kemiska reaktioner för att extrahera aluminium och producera aluminiumoxid i en pulverform som kallas aluminiumoxid.Denna aluminiumoxid transporteras till raffinaderier, där den bearbetas i elektrolysfat som innehåller smält kryolit.En elektrisk ström bryter de kemiska bindningarna i aluminiumoxid och separerar aluminium från syreatomer.Den flytande aluminium sätter sig vid momsens botten och samlas in för gjutning.Med tiden byggs föroreningar som natrium, litium och kaliumjoner upp i kryoliten, vilket minskar dess effektivitet.När föroreningskoncentrationen blir hög ersätts elektrolyten och den förbrukade kryoliten, som innehåller aluminiumjoner och föroreningar, kasseras som avfall.
En laddad spark
Forskarna syftade till att utveckla en membranprocess för att filtrera kryolitavfall och återvinna aluminiumjoner från avfallsströmmen medan de tillåter andra joner, såsom natrium, att passera.Genom att selektivt fånga aluminium försökte teamet att återlämna det till elektrolysen moms utan att införa överskott av natrium, vilket bromsar processen.Deras design anpassar membran som används i vattenbehandlingsanläggningar, tillverkade av tunna polymerark med nanometerskala porer inställda för att släppa igenom specifika joner och molekyler.Dessa membran har en negativ laddning, avvisar negativt laddade joner och lockar positivt laddade joner att passera igenom.