1.【导读】
铝是马普削减最快的大规模破费质料，是直中提质料车辆、食物容器以及蕴藏室以及土木匠程妄想轻量化妄想的赤泥纯钢先决条件。铝的取高分解是经由拜耳法将一种称为铝土矿的混合矿石提炼成氧化铝，副产物是马普俗称“赤泥”。赤泥亦称红泥，直中提质料是赤泥纯钢从铝土矿中提炼氧化铝后倾轧的工业固体废物。赤泥中含氧化铁量大，取高概况与红色土壤相似，马普因此患上名。直中提质料随着铝工业的赤泥纯钢睁开以及铝土矿石条理的飞腾，赤泥量将越来越大，取高在全天下规模内的马普积攒量抵达惊人的40亿吨，大批的直中提质料赤泥不能短缺实用的运用，当初只能依靠大面积的赤泥纯钢堆场堆放，占用了大批土地，且赤泥为碱性物资，随着雨水的冲淋，赤泥中的碱会被溶出，可能传染地表水以及果真水，因此赤泥的综合运用正成为日益紧张的钻研课题，倍受科技使命者的关注。
2.【下场掠影】
基于以上难题，德国马克斯普朗克钢铁钻研所Isnaldi R. Souza（通讯作者）等人将赤泥直接吐露于冷漠氢热等离子体（Ar-10%H2）在电弧炉（EAF）中扑灭，无需对于输入质料妨碍任何当时处置即可破费液态铁。该历程经由快捷液态复原、化学调配以及密度驱动以及粘度驱动的金属以及氧化物之间的分说妨碍。作者揭示了在这种重大快捷复原措施中潜在的化学反映、pH中以及历程以及相变。该钻研经由运用赤泥作为质料，削减炼钢发生的温室气体排放，建树了一种可不断的铝破费有毒废物处置措施，还为其余金属的提取提供了参考。相关钻研下场以“Green steel from red mud through climate-neutral hydrogen plasma reduction”为题宣告驰名期刊Nature上。
3.【中间立异点】
4.【数据概览】
图1. 红泥的发生、贮存、危害及氢等离子体处置© 2024 Springer Nature
图2. 氢等离子体处置赤泥的相演化及铁接管机理© 2024 Springer Nature
图3. 氢等离子体处置1 min后赤泥的宏不雅妄想© 2024 Springer Nature
图4. 氢等离子体处置10 min后赤泥的宏不雅妄想© 2024 Springer Nature
图5. 非复原性以及复原性等离子体气体对于赤泥处置的影响比力© 2024 Springer Nature
5.【下场开辟】
综上，本钻研服从提供了直接证据，证实赤泥的赤铁矿部份快捷能源学以及优先复原为纯铁。该工艺功能高，复原10分钟后抵达70%的金属化率。此外，复原光阴10分钟后，Fe蒸发损失仅为约7%。与其余相似的赤泥铁提取妄想比照，本工艺破费出高纯度的铁产物，平均铁含量为95 wt%，有害元素（如S、P以及C）的存在可能漠视不计，因此可能直接用于炼钢。潜在的化学机制被以为是由氧化物从钛磁铁矿到铁尖晶石，而后直接复原为纯铁的级联效应引起的。除了纯铁萃取外，所提出的基于氢等离子体的赤泥恢歇工艺彷佛也是一种提取其余金属（如钛）的可行措施，这表明该工艺可能扩展并进一步增值，搜罗提取种种稀土金属。
原文概况：Jovičević-Klug, M., Souza Filho, I.R., Springer, H. et al. Green steel from red mud through climate-neutral hydrogen plasma reduction. Nature625, 703-709 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06901-z
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