系列：采矿 & 材料 • 第12部分，共14部分
循环工业：废物 = 输入
我们设计校园如同一个活生生的有机体：热是食物，水是血液，“废物”是有工作的室友。在这一部分，我们连接循环——金属、热、水、气体、矿物——让邻居养活邻居，确保没有东西流失。
今天的任务
映射 每个副产品到隔壁买家。
发布 预先计算的循环规模。
证明 一个校园可以安静、清洁，并对其城镇净有用。
为什么是循环的（物理优先，浪漫其次）
我们不“抵消”——我们互锁。熔炼金属的同一电子（第3部分）（第4–6部分）也驱动泵、窑炉（第9部分）和数据中心（第11部分）。这让我们有目的地调配热量、水和副产品：每个排放都是菜单，整个校园都在“饥饿”。
- 短循环获胜：移动热量80米比输送燃料800公里更便宜。
- 标准港口： MEC‑48/96保持交换快速（第10部分）。
- 整洁有序，无废弃物：尾矿/砖块/块体留在本地（第1、8、9部分）。
材料循环（废料、碎玻璃及相关）
金属
- 钢：电弧炉熔炼来自我们自有钢厂和客户的废料。典型闭环废料率：产量的20–35%。
- 铝：重熔回料消耗的原生能量不到10%；保持每种合金的清洁废料流（第6部分）。
- 铜：切割并精炼车间废料→电解精炼→99.99%阴极；炉渣返回阳极。
玻璃与硅
- 碎玻璃：占批次质量的20–35%；减少能耗和熔炉磨损（第9部分）。
- PV下脚料：返回玻璃批次或铝轨；电池送往专业回收商；我们设计以便拆解（第3部分）。
包装与托盘
可重复使用的钢/铝托盘，带螺栓固定角。它们通过回程运输返回，经过扫描后再次使用。纸板只有一个任务：保护光学元件，然后进入纸张循环。
热循环（无烟羽，仅邻近）
来源（典型校园）
| 单位 | 等级 | 可回收 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 电弧炉废气及罩盖 | 中/高 | ~8–15 MWth | 至蒸汽、干燥机 |
| 玻璃退火/钢化 | 低/中 | ~6–12 MWth | 至干燥机、建筑 |
| 电解精炼车间 | 低 | ~1–3 MWth | 空气→水盘管 |
| 计算机机架（第11部分） | 低 | ~18–20 MWth | 液体循环 45–60 °C |
热量汇聚点
- 产品干燥机（矿石、砖块、涂层）
- 生活热水及建筑暖通空调
- 低温工艺步骤（酸洗、清洗）
- 区域循环至市政游泳池、温室、洗衣房
经验法则：捕捉所有高于30 °C的热量。如果某个流今天没用，储存它或将其移动80米给那个微笑的人。
水循环（默认封闭）
网络结构
- 原料 → 处理 → 抛光 → 回收；排污至块/粘合剂。
- 来自PV草地的雨水补给补给水；湖泊缓冲季节（第1部分）。
- 分开干净/脏循环，以保持干净。
计划数字
| 线路 | 回收率 | 补给 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 金属冷却 | ~90–98% | ~2–10% | 封闭塔/HEX |
| 玻璃 & 涂层机 | ~85–95% | ~5–15% | 过滤器 + RO |
| Battery metals | ~80–95% | ~5–20% | 取决于浸出路线 |
排放水使块体矿化（第9部分），而不是排入河流。
气体 & 试剂（让化学反应顺利进行）
副产品 → 产品
| 来自 | 变成 | 使用者 |
|---|---|---|
| 冶炼厂 SO₂（铜硫化物） | H₂SO₄（硫酸） | 浸出车间（电池金属） |
| LC³ e‑calciner CO₂ | CO₂ 流 | 块体的碳酸化固化 |
| 计算泵 & 驱动 | 低品位热能 | 干燥机 • HVAC • 温室 |
| 玻璃除尘器细粉 | 细硅石 | 粘合剂混合物 • 块体 |
试剂合理性
- 优先采用已知闭环的硫酸盐、氨和碳酸盐系统。
- 封闭蒸汽路径；净化成产品（酸/碱），而非排放。
- 设计中和以产出可销售固体，而非神秘泥浆。
固化用的CO₂到底来自哪里？
来自电煅烧炉（第9部分）：LC³中的石灰石在受控温度下释放CO₂。由于窑炉是密封且电力驱动，我们捕获并压缩该气流用于固化块材和面板。短循环，无烟囱。
矿物副产品→产品（无任何流失）
电弧炉和冶炼炉炉渣
- 筛分和磁选：粗料→路基，细料→结合剂混合物（与LC³一起）。
- 陈化/蒸汽处理以锁定游离石灰；像任何材料一样认证。
选矿厂及尾矿
- 富含砂的尾矿转化为用CO₂固化的压制块（第9部分）。
- 富含粘土的细料转化为煅烧粘土用于LC³（第9部分）。
但它安全吗？
我们只对惰性、经过测试的流进行升级回收，并持续进行质量控制。任何不稳定的物质都会变成稳定的、有衬里的整体——而且我们不断缩小这一类别。
校园循环账本（预计算）
“一千兆吨校园”——示例联系（稳态）
大致：钢铁1百万吨/年 • 玻璃1百万吨/年 • 电池化学品0.1–0.3百万吨/年 • 计算20兆瓦。
| 循环 | 流向 | 来自 | 至 | 注释 |
|---|---|---|---|---|
| 废钢 | ~0.25 百万吨/年 | 工厂/客户 | EAF | 25%闭环回收 |
| 铝废料 | ~0.12 百万吨/年 | 挤压件 | 再熔 | 低能耗再熔 |
| 碎玻璃 | ~0.25–0.35 百万吨/年 | 玻璃生产线 | 熔炉批次 | 批次的20–35% |
| H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/yr | 铜冶炼厂 | 浸出车间 | SX/EW & 抛光 |
| CO₂ | ~0.05–0.12 百万吨/年 | LC³ 煅烧炉 | 块体固化 | 短循环固化气 |
| 低品位热能 | ~30–40 MWth | 计算机 & 线路 | 干燥机/HVAC | 45–60 °C 循环 |
| 工艺用水 | ~85–95% 回收 | 所有线路 | 水网 | 通过雨水和湖泊补充 |
| 炉渣/砂到块 | ~0.2–0.6 Mt/年 | 磨坊/尾矿 | 砌块厂 | CO₂固化 |
数值为规划点以保持设计具体；实际值由现场配方调整。
记分板（目标）
- 材料循环性： ≥ 内部质量（产品外）90%
- 水循环利用： ≥ 各循环平均 90%
- 热量捕获： ≥ 可回收低/中等级别的 70%
- 废弃物填埋： ≤ 总质量流量的 1–3%，已稳定
邻里利益
- 按成本提供区域热水（学校、游泳池、诊所）
- 为本地建造定价的块材和面板
- 与维护和质量保证相关的工作 — 安静型
预先计算的方案
方案 A — 钢铁 + 玻璃二重奏
钢铁 1 百万吨/年 + 太阳能玻璃 1 百万吨/年。
| 循环 | 数值 | 注释 |
|---|---|---|
| 热量再利用 | ~20–30 MWth | EAF & 退火 → 干燥机/HVAC |
| 碎玻璃碎片比例 | ~25–35% | 降低熔炼炉千瓦时/吨 |
| 废料回收 | ~25–30% | 内部及客户废料 |
| 水循环利用 | ~90–95% | 双循环设计 |
方案 B — 铜 + 电池金属
铜阴极 1 Mt/yr + 镍/钴硫酸盐 100 kt/yr。
| 循环 | 数值 | 注释 |
|---|---|---|
| SO₂ → H₂SO₄ | ~0.2–0.5 Mt/yr | 供料浸出 • 无火炬 |
| ER 热量 | ~2–4 MWth | 空气→水盘管到干燥机 |
| 水循环利用 | ~85–95% | 抛光 + RO |
方案 C — 以 Compute 为核心的小镇
计算 20 MW + 砖块/砌块 0.5 Mt/yr + 社区负载。
| 循环 | 数值 | 注释 |
|---|---|---|
| 废热用于区域供热 | ~18–20 MWth | 45–60 °C供应 |
| CO₂固化气体 | ~0.05–0.12 百万吨/年 | 来自LC³煅烧炉 |
| 水循环利用 | >90% | 热泵干燥机 |
数据大厅成为市政设施：冬季提供安静的热量，夏季提供安静的冷却。
问答
“零废弃现实吗？”
零填埋是现实的；零质量则不然。我们设计使>90%的质量留在环路中，7–9%成为他人产品，剩余少量异常部分被稳定并妥善储存——同时我们持续缩减它。
“如果一个环路停运会怎样？”
我们保持缓冲区：热能罐、试剂罐和街区堆放区。MEC端口（第10部分）让我们能快速重新路由。如果邻居休息，储存会桥接这段时间直到其恢复。
“你如何向邻居证明？”
空气、水和噪音的连续监测，配有公共仪表盘。如果线路出现故障，警报会同时发送给我们和城镇。信任是设计参数，而非新闻稿。
接下来 — 湖泊周边社区（第13部分，共14部分）。我们将规划围绕第一部分未来湖泊发展的城镇——学校、市场和节能且赏心悦目的住宅。