氧化铝精炼过程中产生的大量危险赤泥可以重新用于生产绿色钢铁。
目前,在全球范围内储存了约40亿吨赤泥,这对环境构成了风险,并有可能发生致命事故。生产一吨钢铁会产生近2吨的二氧化碳排放。这是由于传统的炼钢工艺主要依靠燃烧化石燃料,使铁矿石中的碳和氧发生反应,从而产生铁和二氧化碳。
德国马克斯·普朗克铁研究所的Isnaldi Souza Filho博士和他的团队开发了一种创新的解决方案,以应对与赤泥相关的挑战。他们的方法包括通过对赤泥进行氢气和氩气等离子体处理来提取铁,然后利用提取的铁来炼钢。
该工艺的一个关键方面在于,赤泥含有很大比例的氧化铁(按重量计从30%到60%不等),以及砷和铅等潜在危险元素。
在他们的方法中,研究人员采用电弧炉将赤泥加热到大约1850°C(3362°F)的温度,使用氩气和氢气的组合与氧气发生反应。生成的熔融物质随后被冷却、粉碎并分离成铁球,准备用于炼钢。
隶属于马克斯·普朗克铁研究所的合著者Matic Jovičević-Klug博士认为,利用丰富的赤泥可能会产生大量钢铁,从7.48亿吨到9.42亿吨不等。与传统的钢铁生产方法相比,这一创新工艺可以减少超过10亿吨的二氧化碳排放。尽管有这些令人鼓舞的数字,但值得注意的是,这个规模只占全球每年钢铁总产量的一小部分。
根据加州斯坦福大学的Mark Jacobson的说法,在精炼过程中使用绿色氢是之前引入的一个概念。2021年,一家名为HYBRIT的瑞典财团进行了一项试验,将炼钢的碳足迹大幅减少了98%。Jacobson补充道,最新方法的区别在于使用潜在危险的赤泥作为原料。
Jacobson 表示:“很难说这种方法是否比第一种方法更便宜。作者声称这种方法不贵,但需要更多的信息来确定这一点。”