德国从铝土矿废渣中提取铁有望实现废物利用

1月24日，德国马克斯·普朗克研究所等机构的科研团队在学术期刊《自然》杂志发表成果，发现一种简单的化学工艺，能从铝土矿废渣中提取出有用的金属——铁，并将剩余部分转化为可用于制造混凝土的良性物质。如果这种工艺能够扩大规模并具有成本效益，就能将废料转化为“气候友好型”钢材。

制铝工业在从铝土矿中提取氧化铝时，会产生大量固体废弃物，因富含氧化铁而呈现红色，又被叫作“赤泥”。它呈强碱性，还可能含有镉等有毒重金属。每生产1吨氧化铝就要排放1.0～1.8吨赤泥。全球每年会产生约1.8亿吨赤泥，但绿色利用率不足10%。其无害化处理和资源化利用一直是工业界的难题。将氧化铁还原为铁的传统方法，是在熔化氧化铁的同时掺入碳，这种方法既便宜又有效，但需要大量化石燃料，还会产生二氧化碳这种温室气体。

德国科研团队采用氢离子还原的方法处理赤泥。由于带电的氢离子从铁中剥离氧原子的速度比氢气快得多，他们使用电弧炉熔化赤泥，同时将其暴露在电离氢原子的等离子体中。在将15克赤泥在熔炉中熔化约10分钟后，研究人员发现了珍珠大小的、近乎纯铁的球体。通过对球体和其他反应产物进行切片分析，科研团队发现，这一过程从赤泥中回收铁的效率非常高，且理论上还可以提取其他更稀有的元素。另一个优势是，剩下的物质会被转化为接近中性的pH值，而不需要额外处理来降低碱度，这使得它们用于建筑材料的成本大大降低。

科研团队表示，这种方法的主要优势在于，进入熔炉的赤泥和铁都不需要经过焙烧等处理，可以节省大量能源；如果采用可再生能源为电弧炉提供动力，整个过程将更加低碳环保。目前正在进行试点规模的研究，以评估开发赤泥的经济可行性，以及控制处理过程中的烟尘。比利时鲁汶大学相关专家表示，这项工艺的反应速度和产品纯度“非常有希望”，但局限性在于这项试验只用了一种赤泥。美国爱荷华州立大学相关专家认为，这是一个值得研究的课题，但其经济效益还取决于赤泥的实际矿石品位和附近是否有清洁能源等因素。