在21世紀(jì)的今天，隨著全球?qū)Νh(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展重視程度的日益提升，各行各業(yè)都在尋找更加環(huán)保和可持續(xù)的生產(chǎn)方式。鋼鐵工業(yè)作為世界上最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放問題也引起了廣泛關(guān)注。幸運的是，研究人員們最近取得了一項重大突破，他們開發(fā)出一種全新的鋼鐵回收技術(shù)，這將極大地推動鋼鐵工業(yè)向低碳、循環(huán)經(jīng)濟的方向發(fā)展。
這種新型的鋼鐵回收技術(shù)基于現(xiàn)代先進的廢物處理和能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，能夠高效地從廢舊鋼鐵中提取出可用于再生產(chǎn)的鋼鐵成分。與傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)工藝相比，這種新技術(shù)具有能耗低、效率高、污染小的特點。更重要的是，通過這種技術(shù)回收的鋼鐵，可以大大減少新鋼鐵的生產(chǎn)所需的能源消耗，從而有力地推動了全行業(yè)實現(xiàn)脫碳目標(biāo)。
它引入了一種用于電精煉的創(chuàng)新型氧化硫電解液，這是一種從鋼水中去除銅和碳雜質(zhì)的替代方法。該工藝還會產(chǎn)生液態(tài)鐵和硫作為副產(chǎn)品。
目前，僅有 25% 的鋼材來自回收材料。但隨著世界各國政府努力實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)，預(yù)計未來二十年全球?qū)G色鋼材的需求將不斷增長。
鋼鐵是通過鐵礦石與焦炭(煤的一種制備形式)反應(yīng)生成碳源，并將氧氣吹入生成的金屬中而制成的。目前的標(biāo)準(zhǔn)工藝每生產(chǎn)一噸鋼就會產(chǎn)生近兩噸二氧化碳，使鋼鐵生產(chǎn)成為制造業(yè)中碳排放量最高的行業(yè)之一。
傳統(tǒng)的鋼鐵回收方法使用電弧爐熔化廢金屬。由于在熔化前很難從廢金屬中物理分離出銅材料，因此回收的鋼鐵產(chǎn)品中也存在銅元素。
二次煉鋼的主要問題是回收的廢鋼可能受到其他元素的污染，包括銅。隨著要回收的廢金屬增多，銅的濃度也會增加，當(dāng)銅在最終鋼產(chǎn)品中的重量百分比超過 0.1%(wt%)時，就會對鋼的性能產(chǎn)生不利影響。
采用傳統(tǒng)的電弧爐煉鋼法無法從鋼水廢料中去除銅，因此限制了二級鋼材市場生產(chǎn)低質(zhì)量鋼材產(chǎn)品，如建筑行業(yè)使用的鋼筋。
為了將鐵中的銅去除到 0.1 wt% 以下，研究小組必須首先設(shè)計出一種能承受高達1600攝氏度高溫的電化學(xué)電池。
在電池內(nèi)部，電流通過一種新型的氧化硫電解質(zhì)在負(fù)極(陰極)和正極(陽極)之間流動，這種電解質(zhì)是用爐渣設(shè)計的，爐渣是煉鋼產(chǎn)生的一種廢料，通常被丟棄在水泥廠或垃圾填埋場。
鋼鐵是工業(yè)中使用最廣泛的金屬，其年產(chǎn)量高達 19 億噸，該方法潛力巨大，可以為煉鋼行業(yè)提供一種實用且易于實施的鋼材回收方法，以滿足全球?qū)Ω叩燃変摬牡母嘈枨蟆?/span>
隨著科學(xué)家們對技術(shù)進行不斷的優(yōu)化和完善，它將在不久的將來成為推動全球鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型的重要力量。我們期待著這項技術(shù)能夠在不久的將來實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，為我們的生活帶來更多環(huán)保、高效的解決方案。
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