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从污泥中炼铁:钢铁在废物中沉睡

铁矿开采需要付出巨大的努力。(来源:MPG/Youtube)
铁矿开采需要付出巨大的努力。(来源:MPG/Youtube)
铝矿开采是一个肮脏的行业。有毒的红泥仍然存在,其中含有数百万吨的铁。研究人员正在展示如何以更低的成本,在不排放二氧化碳的情况下,从红泥中提取钢铁、铬等金属。
Renewable Science

我们说的是每年 1.8 亿吨赤泥。这是从铝土矿中提炼铝所剩下的。由于这些混合物受到重金属污染,目前不得不花费巨资对其进行处理。最糟糕的情况是,这些赤泥最终会进入环境,毒害水源和景观。

红泥之所以是红色的,是因为其主要成分(高达 60%)是氧化铁,也就是众所周知的铁锈。遗憾的是,从淤泥中分离铁的成本要高于铁矿开采。但在可预见的将来,这种情况可能会改变。

马克斯-普朗克铁研究所(Max Planck Institute for Iron Research)的研究人员已经开发出一种方法,可以提取不含二氧化碳的铁用于钢铁生产。铬等重金属也可以提取出来并转化为利润。同时,这需要大多数铝冶炼厂已有的技术。

金属行业使用电弧炉熔化废金属。如果产生富含 10% 氢气的等离子体,就能将赤泥中的氧化铁转化为纯铁。这就是所谓的等离子体还原,即利用等离子体从铁中分离出氧气。

值得一试

当然,氢气应使用可再生能源生产,但与传统的铁生产相比,只需从环保能源中获取一部分能量,就足以改善二氧化碳平衡。

根据研究,只需加入 50% 的氧化铁,成本就会低于铁矿开采。其他计算模型甚至认为最低比例为 35%。

特别是在数量相当可观的情况下。目前,全球有大量铝冶炼产生的赤泥,利用这些赤泥可以生产出 7 亿吨不含二氧化碳的钢铁。而每年新增的数量为 6000 万吨。

这意味着,每年三分之一的钢铁产量可以用有毒污泥一次性生产出来,这样还可以节约 15 亿吨二氧化碳。这可不是一个小数目:这相当于美国总排放量的 10%。

有时,我们很难相信废物中蕴藏着什么,以及它可能具有的价值。

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Mario Petzold, 2024-01-26 (Update: 2024-01-26)