赤泥是拜耳法生产氧化铝时衍生的强碱性工业废料，目前全球堆存量已超40亿吨，大部分被长期堆存于废料池或干燥堆场，回收利用率仅3%。赤泥中氧化铁含量较高，是铁矿石的潜在替代品。

近日，中国科学技术大学教授高敏锐团队与合肥国轩新材料科技有限公司高级工程师常元钦合作，发展了一种“绿氢冶铁”新技术，即利用等离子体增强化学气相还原工艺，以氢气作为还原剂，成功实现了从赤泥中高效提取铁。9月29日，相关成果发表于《美国化学会志》。

“绿氢冶铁”技术的艺术示意图。中国科大供图 

研究团队使用等离子增强型化学气相淀积设备产生高能氢等离子体，并将其用作赤泥的还原剂。该技术大幅降低了反应温度，将传统工艺所需的1200摄氏度以上高温降至900摄氏度。同时，绿铁的提取效率大幅提升，在900摄氏度条件下，仅需数分钟即可生成单质金属铁。通过该工艺提取的铁品质优异，铁品位高达71%，绿铁回收率达到88.1%，远超传统的湿法冶金、超导磁选以及还原焙烧-磁选等工艺，满足钢铁生产对高品质铁原料的需求，具备极高的工业应用价值。

相比传统赤泥提铁方式，该工艺产生的赤泥残渣pH值降至接近中性，且元素浸出量极少，无需额外进行昂贵复杂的中和处理。该工艺处理1吨赤泥的成本仅为137美元，远低于传统的酸浸法、超导磁选法等工艺成本。未来，若采用可再生绿电驱动，还可进一步降低能耗成本，提升经济竞争力，具有产业化应用的潜力。

该工作提出的氢等离子体还原铁氧化物的技术副产物仅为水，实现了近零碳排放，从而为未来绿色钢铁转型提供了一种低碳、环保、高效的提铁新工艺。

相关论文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c10175