MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Китайские исследователи сделали шаг к созданию роботизированных комплексов для добычи полезных ископаемых из песков пустынь. Это сложная и агрессивная среда для извлечения ресурсов, и можно не сомневаться, что полученный опыт пригодится при добыче природного сырья на Луне, Марсе и других планетах.
Источник изображения: Tarim University
Всё началось с испытаний в пустыне Такла-Макан небольшого гусеничного робота, предназначенного для извлечения железосодержащих магнитных частиц непосредственно из песка. Его создали исследователи Университета Тарима (Tarim University) в Синьцзян-Уйгурском автономном районе Китая. Устройство использует сухую магнитную сепарацию — разделение материала по магнитным свойствам без применения воды. Это значительно упрощает процесс добычи и создаёт основу для длительной автономной работы платформы.
По оценкам исследователей, содержание железа в песке пустыни Такла-Макан, крупнейшей в Китае и примерно равной по площади Германии, составляет около 6 %. С одной стороны, это немного. Но следует учитывать, что, хотя Китай занимает четвёртое место в мире по прогнозируемым запасам железной руды и выплавляет столько железа, что прочно удерживает то же место в мировом рейтинге, ему приходится закупать значительные объёмы сырья в других странах. Железорудные месторождения Китая отличаются сложным составом руд, что затрудняет извлечение из них железа. Поэтому добыча этого металла из пустынных песков представляется китайским исследователям перспективным направлением.
Основу установки для сепарации «железных» частиц составляет кольцевая система постоянных магнитов из неодима, железа и бора (NdFeB). Вращающийся механизм с ковшами захватывает песок и подаёт его в сепаратор. Магнитные частицы притягиваются к поверхности центрального вращающегося барабана, а при переходе в зону без магнитного поля отделяются и поступают в сборный отсек. Немагнитный песок выводится через отдельный канал обратно в окружающую среду. Такая конструкция позволяет собирать и предварительно обогащать железосодержащий материал непосредственно во время движения комбайна по поверхности пустыни.
Во время испытаний прототип извлекал из исходного песка в среднем 0,46 % магнитного материала. Среднее содержание железа в собранной фракции составляло около 28 %. В двух исследованных образцах этот показатель достигал примерно 24 и 32 %. В обогащённом материале также обнаружили титан и марганец. Эти результаты подтверждают способность установки выделять и предварительно концентрировать железосодержащие магнитные частицы, хотя о промышленной рентабельности такой добычи пока говорить рано.
Масса прототипа комбайна составила 4,3 кг. Он оснащён аккумулятором ёмкостью 20 000 мА·ч и способен непрерывно работать до 12,5 часа при средней скорости около 1,5 см/с. Во время испытаний в июне 2025 года аппарат сохранял устойчивость на склонах крутизной до 20°. По данным исследователей, при расходе 3 % заряда аккумулятора он преодолевал 18,2 м. Дополнительную энергию обеспечивала установленная на корпусе солнечная панель. Платформа показала высокую энергоэффективность: фактически она работает от аккумулятора, сопоставимого по ёмкости с обычным пауэрбанком для смартфона.
Пока речь идёт о работающем прототипе: в доступных публикациях нет подтверждённых данных о производительности при длительной эксплуатации, себестоимости извлечения железа или возможности промышленной добычи в реальных условиях пустыни.
Отдельно интересно отметить, что Китай с конца 2023 года ввёл ограничения на экспорт некоторых редкоземельных материалов и связанных с ними продуктов, включая постоянные магниты. Страшно представить, что произойдёт, если в стране начнут массово производить подобные «харвестеры» с магнитными сепараторами. Высокотехнологичные отрасли, критически зависящие от поставок редкоземельных материалов, могут столкнуться с дополнительными трудностями. Но это уже совсем другая история.
Источник:
