新工艺使有毒的40亿吨赤泥可以变成“绿色”钢铁！还原10分钟，转换率高达70%【附钢铁碳中和技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

面对成千上亿吨的废物，科学家们绞尽了脑汁。

赤泥是铝土矿精炼成氧化铝时产生的废物，是铝生产的原料。赤泥每年产生约 1.8 亿吨，已成为对环境危害最大的废物之一，大多数最终被填埋、排入广阔的湖泊或储存在干土堆中，构成严重的环境风险，据统计，全球范围内累积的赤泥数量达到惊人的 40 亿吨。

1月25日，Jovičević-Klug等人在《自然》杂志上撰文。报告了一种工艺，该工艺不仅有可能解决这种浪费，而且有可能实现碳中性钢铁生产，从而提高两个主要金属行业的可持续性。论文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06901-z

根据论文结果，科研团队利用无化石氢等离子体还原将赤泥转化为可持续的炼铁原料，从而减少钢铁相关的二氧化碳排放。该过程通过快速液态还原、化学分配以及金属和氧化物之间的密度驱动和粘度驱动的分离来进行。该方法建立了一种可持续的铝生产有毒废物处理方法，以减少炼钢过程中的温室气体排放。

根据论文发现，该工艺效率高，10分钟后金属化率达到70%，Fe蒸发损失仅为7%左右。与其他提取铁的方案相比，该工艺产生的高纯度铁产品平均铁含量为95 wt%，并且有害元素的存在可以忽略不计，可直接用于炼钢。

此外，该工艺也可用于提取其他金属，如钛，提供了处理采矿废料和进行铁提取的合理工艺，同时还提供了在单个处理步骤中提取各种其他贵金属的可行方法。

图源：摄图网

技术价值观察

这项提取技术具有高效提取金属的能力，能够产生高纯度的铁产品并减少钢铁相关的二氧化碳排放，具有环境友好和经济可行的特点。此外，该技术还可以提取多种金属，包括钛和其他贵金属，并且不需要预处理，减少了复杂性和成本。因此，这种技术可作为一种可持续的长期废物处理方法，将赤泥完全加工成有价值的金属和几乎惰性的氧化物副产品。

新工艺助力钢铁行业绿色发展，位于产业链上游环节。钢铁行业按产业链来看。钢铁行业的上游分为原材料和其他相关；钢铁行业产业链中游主要是粗钢制造以及各类钢材产品的生产制造，目前，我国钢材产品主要包括螺纹钢、线材、冷轧/热轧板卷、涂镀层、中厚板等；钢铁行业的下游为钢铁应用领域。钢铁工业发展水平如何，历来是一个国家综合国力的重要标志。

宏观市场观察

钢铁工业产能过剩压力仍然存在

我国作为发展中国家，对钢铁的需求十分旺盛，钢铁行业自然成为政府大力扶植的对象，这导致了我国钢铁产能急速增加，使得国内钢铁行业陷入了即使供给远大过于需求，但钢铁产量仍持续增长的困境之中。2016年以来，按照党中央、国务院关于深化钢铁行业供给侧结构性改革的决策部署，各有关方面持续推进钢铁行业去产能，行业运行和结构调整呈现良好态势，取得了明显成效。以粗钢为例，我国粗钢产能利用率已从2011年的74.8%提升至2020年的98.1%，产能利用率得到显著提升。

但目前行业内一些深层次矛盾尚未根本解决，且随着钢铁行业效益好转，一些地方和企业存在盲目建设钢铁项目的冲动，巩固去产能成果面临新挑战，“十四五”时期，我国钢铁工业仍然存在产能过剩的压力。

注：截至2022年5月7日，国家统计局尚未公布2021年粗钢生产能力情况。

河北省是我国第一钢铁大省

从各省份粗钢产量看，我国粗钢产量主要集中在河北、江苏、山东、辽宁个山西等地;2021年河北省粗钢产量22496.45万吨，约占全国总量的五分之一左右，同比下降9.93%，总量接近第二名江苏的近两倍，是我国第一钢铁大省。进入前十的省份还包括江苏、山东、辽宁、山西、广西、湖北、安徽、河南和广东。但是可以看到，这些省份的粗钢产量梯级分布较明显，如排名第十的广东省粗钢产量为3178.33万吨，与河北省的粗钢产量相差19318.12万吨。

持续推进绿色低碳高质量发展，优化产业布局结构

综合钢铁行业节能减排重点规划：“十四五”期间，我国将持续推进钢铁行业的绿色低碳高质量发展，降低能耗，利好节能减排技术在钢铁行业内的实施和应用;严控新增钢铁产能，利好碳排放控制、污染物排放控制相关企业以及超低排放改造企业;优化产业布局结构，完善市场化机制，利好绿色环保工艺企业和碳排放权交易;提升短流程炼钢比例，推广节能减排技术，利好电炉短流程炼钢，高效精馏系统等技术的实施推广。

中国钢铁碳中和技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前绿色钢铁关键技术强相关的城市集群主要集中在粤港澳大湾区、长三角地区，济南地区和福建地区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于绿色钢铁技术发展，成为潜在的绿色钢铁技术发展中心。根据热力图的分布，广东省广州市有极大的可能性成为绿色钢铁技术的先导区域。重点关注广东省广州市天河区, 山东省聊城市东昌府区, 福建省福州市鼓楼区, 海南省海口市龙华区, 陕西省西安市未央区等地的相关企业，以及这些地方对绿色钢铁产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《钢铁行业碳中和技术路径及投资价值战略咨询报告》

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