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高污染鋁業廢棄物「赤泥」變身綠色鋼鐵
鋁業產出的有毒廢棄物「赤泥」一直以來都是氧化鋁生產國的環境難題﹐現在德國科學家們提出新的解方﹐讓鋁土礦殘渣可以短短在10分鐘內變成綠色鋼鐵。
若以鋁土礦為原料來生產氧化鋁﹐過程就會產生固態廢棄物赤泥﹐由於氧化鐵含量大﹐外觀就像紅棕色的污泥﹐但其中鹼性高﹐又含有氟﹑鋁及其他多種雜質﹐有極高腐蝕性﹐處理成本相當高昂﹐現今澳洲﹑中國和巴西等國多將赤泥儲存在儲存池或是大型垃圾掩埋場中。
不過現在德國馬克斯·普朗克鐵研究所(Max-Planck-Institut fur Eisenforschung)科學家可能找到一種解決方案﹐將鋁生產中留下的有毒赤泥副產物﹐轉化為綠色鋼鐵。研究人員表示﹐他們的工藝可以同時解決鋁業的廢棄物問題以及鋼鐵業的碳足跡問題。鋼鐵跟鋁都是製程高污染高排碳﹑但偏偏日常生活需求極高﹐鋼鐵業碳排佔全球二氧化碳排放量的8%﹐預估到2050年鋼鐵和鋁的需求預計將增加60%。
研究團隊指出﹐赤泥的氧化鐵含量高達60%﹐使用含有10%氫的電漿在電弧爐中熔化泥漿﹐就能把赤泥還原為液態鐵和液態氧化物之後就可以輕鬆提取鐵。研究人員表示藉由電漿還原技術﹐只需10分鐘即可生產出純淨鐵﹐還能直接加工成鋼﹐而金屬氧化物在冷卻時會凝固﹐由於不再具有腐蝕性﹐隨後也能轉化為玻璃狀材料可應用在建築填充材料。
過去也有其他研究用赤泥來生產鐵﹐只是過程是用焦炭﹐結果產生大量二氧化碳﹐新研究則用綠氫當作還原劑﹐避免溫室氣體排放。研究人員表示﹐至今為止全球鋁業產生高達40億噸赤泥﹐如果拿來用綠氫生產鐵﹐鋼鐵業可以減少近15億噸二氧化碳排放。研究團隊指出﹐在赤泥中發現的有毒重金屬「幾乎」可被中和。研究人員表示﹐他們也在還原後的鐵中檢測到鉻金屬﹐其他重金屬和貴金屬也可能進入鐵礦﹐將在未來的進一步研究中調查用來分離並重複使用高價值的金屬。
根據研究團隊計算﹐只要赤泥含有35％氧化鐵就可回本。以目前的價格計算為電弧爐提供動力的綠色氫氣和電力成本﹐包括赤泥填埋成本﹐赤泥中需要含有30%~40%比例的氧化鐵才有價格競爭力。
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