铝业臭名昭著的有毒赤泥有朝一日可能有助于制造“绿色钢​​铁”

制造铝是一件脏活，自 1886 年首次使用这种最广泛的生产方法以来，情况一直没有太大改善。除了所有的碳排放之外，这种无处不在的金属的冶炼过程还会产生大量有毒的红泥副产品，其 pH 值通常与商用漂白剂或发动机清洁剂相当。这些腐蚀性粘性物质通常会被扔进大型垃圾填埋场，除非发生工业事故等事件导致大量污泥倾泻而出，不幸的是，2010 年匈牙利农村居民就遭遇了这样的情况。

但如果说有什么比铝制造更糟糕的话，那就是钢铁，它占所有二氧化碳排放量的 8% 左右。为了减少该行业的破坏性影响，许多研究人员和公司正在努力实现“绿色钢铁”的未来——例如将钢铁厂的污染性电源替换为可再生能源，并将氢能或电能整合到生产中。

随着许多工程师继续致力于减少工业冶炼的严重排放问题，马克斯普朗克钢铁研究所的一个团队开发出了一种方法，在氢等离子体的帮助下，快速且经济地回收铝赤泥副产品以用于绿色钢铁项目。

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研究人员的论文最近发表在《自然》杂志上，详细说明了铝工业有朝一日如何解释其每年产生的约 1.98 亿吨赤泥——而且随着对赤泥的需求增加，这一数字预计只会继续增长。

对于科学家来说，这是一个（相对）简单的过程。赤泥被放入电弧炉中，在那里受到含有 10% 氢气的等离子体的极高温度。高温熔化赤泥，将其分解成液态金属氧化物。赤泥中多达 60% 是氧化铁，随后转化为纯度极高的液态铁，可立即用于钢铁生产。总的来说，“等离子体还原”过程仅需 10 分钟即可完成。

同时，炉热在很大程度上中和了其他氧化物的腐蚀性，包括铬等重金属。科学家认为，随着进一步研究，这些有价值的金属也可以分离出来再利用，从而减少它们从赤泥中渗出到环境中的机会。经过所有这些，炉中剩余的所有物质都会冷却成玻璃状残留物，研究人员认为这些残留物可以用作建筑行业的各种填充材料。

虽然该测试仅使用了 15 克赤泥（产出 2.6 克金属铁），但该团队计算出他们的工艺既经济可行，又具有工业可扩展性。在最近的一份大学简介中，研究小组负责人 Isnaldi Souza Filho 估计，全球现有的 47 亿吨赤泥可生产出约 7.7 亿吨无二氧化碳钢铁，约占钢铁年产量需求的三分之一。

参与研究的另一位科学家 Matic Jovičevič-Klug 补充道：“我们的工艺可以同时解决铝生产的废物问题并改善钢铁行业的碳足迹。”

由于电弧炉在金属生产中已经非常普遍，因此只需投入少量资金即可为这一新工艺做好准备。通过一些额外的研究和调整，铝的长期有害废物最终可以变成有用的东西——而且更加环保。