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中國科學技術大學教授高敏銳團隊與合肥國軒新材料科技有限公司高級工程師常元欽合作，研發了一種“綠氫冶鐵”新技術，即利用等離子體增強化學氣相還原工藝，以氫氣作為還原劑，實現了從赤泥中高效提取鐵。相關研究成果近日發表于《美國化學會志》。

赤泥是拜耳法生產氧化鋁時衍生的強堿性工業廢料，目前全球堆存量已超40億噸，大部分被長期堆存于廢料池或干燥堆場，回收利用率僅3%。赤泥中氧化鐵含量較高，是鐵礦石的潛在替代品。

研究團隊使用等離子增強型化學氣相淀積設備產生高能氫等離子體，并將其用作赤泥的還原劑。該技術大幅降低了反應溫度，將傳統工藝所需的1200攝氏度以上高溫降至900攝氏度。同時，綠鐵的提取效率大幅提升，在900攝氏度條件下，僅需數分鐘即可生成單質金屬鐵。通過該工藝提取的鐵品質優異，鐵品位高達71%，綠鐵回收率達到88.1%，遠超傳統的濕法冶金、超導磁選及還原焙燒-磁選等工藝，滿足鋼鐵生產對高品質鐵原料的需求，具備極高的工業應用價值。

相比傳統赤泥提鐵方式，該工藝產生的赤泥殘渣pH值接近中性，且元素浸出量極少，無需額外進行昂貴、復雜的中和處理。該工藝處理1噸赤泥的成本僅為137美元，遠低于傳統的酸浸法、超導磁選法等工藝成本。未來，若采用可再生綠電驅動，還可進一步降低能耗成本。

此外，該研究提出的氫等離子體還原鐵氧化物的技術副產物僅為水，實現了近零碳排放，為未來綠色鋼鐵轉型提供了一種低碳、環保、高效的提鐵新工藝。

相關論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.5c10175

（原載于《中國科學報》?2025-10-17 第1版 要聞）