高污染铝业废弃物“赤泥”有新去处，10分钟变身绿色钢铁

darthracer · 2024-3-16 08:52

用绿氢当作还原剂，避免温室气体排放

铝业产出的有毒废弃物“赤泥”一直以来都是氧化铝生产国的环境难题，现在德国科学家们提出新的解决方案，让铝土矿残渣可以短短在10分钟内变成绿色钢铁。

若以铝土矿为原料来生产氧化铝，过程就会产生固态废弃物赤泥（red mud），由于氧化铁含量大，外观就像红棕色的污泥，但其中碱性高，又含有氟、铝及其他多种杂质，有极高腐蚀性，处理成本相当高昂，如今澳洲、中国和巴西等国多将赤泥存储在存储池或是大型垃圾掩埋场中。

不过现在，德国马克斯·普朗克铁研究所（Max-Planck-Institut für Eisenforschung）科学家可能找到一种解决方案，将铝生产中留下的有毒赤泥副产物，转化为绿色钢铁。主要作者Matic Jovičević-Klug表示，他们的工艺可以同时解决铝业的废弃物问题，以及钢铁业的碳足迹问题。

钢铁跟铝都是制程高污染高排碳、但偏偏日常生活需求极高，钢铁业碳排占全球二氧化碳排放量的8%，预估到2050年钢铁和铝的需求预计将增加60%。

团队指出，赤泥的氧化铁含量高达60%，使用含有10%氢的电浆在电弧炉中熔化泥浆，就能把赤泥还原为液态铁和液态氧化物，之后就可以轻松提取铁。研究人员表示，借由电浆还原技术，只需10分钟即可生产出纯净铁，还能直接加工成钢，而金属氧化物在冷却时会凝固，由于不再具有腐蚀性，随后也能转化为玻璃状材料，可应用在建筑填充材料。

过去也有其他研究用赤泥来生产铁，只是过程是用焦炭，结果产生大量二氧化碳，新研究则用绿氢当作还原剂，避免温室气体排放。通信作者Isnaldi Souza Filho表示，至今为止全球铝业产生高达40亿吨赤泥，如果拿来用绿氢生产铁，钢铁业可以减少近15亿吨二氧化碳排放。

团队指出，在赤泥中发现的有毒重金属“几乎”可被中和。Jovičević-Klug表示，他们也在还原后的铁中检测到铬金属，其他重金属和贵金属也可能进入铁矿，将在未来的进一步研究中调查，用来分离并重复使用高价值的金属。

那么这项技术有机会扩大规模吗？根据团队计算，只要赤泥含有35%氧化铁就可回本。以目前的价格计算为电弧炉提供动力的绿色氢气和电力成本，包括赤泥填埋成本，赤泥中需要含有30%-40%比例的氧化铁，才有价格竞争力。

高污染铝业废弃物“赤泥”有新去处，10分钟变身绿色钢铁

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