德國從鋁土礦廢渣中提取鐵有望實現廢物利用

1月24日，德國馬克斯·普朗克研究所等機構的科研團隊在學術期刊《自然》雜志發表成果，發現一種簡單的化學工藝，能從鋁土礦廢渣中提取出有用的金屬——鐵，并將剩余部分轉化為可用于制造混凝土的良性物質。如果這種工藝能夠擴大規模并具有成本效益，就能將廢料轉化為“氣候友好型”鋼材。

制鋁工業在從鋁土礦中提取氧化鋁時，會產生大量固體廢棄物，因富含氧化鐵而呈現紅色，又被叫作“赤泥”。它呈強堿性，還可能含有鎘等有毒重金屬。每生產1噸氧化鋁就要排放1.0～1.8噸赤泥。全球每年會產生約1.8億噸赤泥，但綠色利用率不足10%。其無害化處理和資源化利用一直是工業界的難題。將氧化鐵還原為鐵的傳統方法，是在熔化氧化鐵的同時摻入碳，這種方法既便宜又有效，但需要大量化石燃料，還會產生二氧化碳這種溫室氣體。

德國科研團隊采用氫離子還原的方法處理赤泥。由于帶電的氫離子從鐵中剝離氧原子的速度比氫氣快得多，他們使用電弧爐熔化赤泥，同時將其暴露在電離氫原子的等離子體中。在將15克赤泥在熔爐中熔化約10分鐘后，研究人員發現了珍珠大小的、近乎純鐵的球體。通過對球體和其他反應產物進行切片分析，科研團隊發現，這一過程從赤泥中回收鐵的效率非常高，且理論上還可以提取其他更稀有的元素。另一個優勢是，剩下的物質會被轉化為接近中性的pH值，而不需要額外處理來降低堿度，這使得它們用于建筑材料的成本大大降低。

科研團隊表示，這種方法的主要優勢在于，進入熔爐的赤泥和鐵都不需要經過焙燒等處理，可以節省大量能源；如果采用可再生能源為電弧爐提供動力，整個過程將更加低碳環保。目前正在進行試點規模的研究，以評估開發赤泥的經濟可行性，以及控制處理過程中的煙塵。比利時魯汶大學相關專家表示，這項工藝的反應速度和產品純度“非常有希望”，但局限性在于這項試驗只用了一種赤泥。美國愛荷華州立大學相關專家認為，這是一個值得研究的課題，但其經濟效益還取決于赤泥的實際礦石品位和附近是否有清潔能源等因素。