01【導(dǎo)讀】

與鐵、銅并列，鋁是社會(huì)上廣泛使用的三大賤金屬之一。據(jù)估計(jì)，除鋁土礦采用熔融電解法生產(chǎn)的初級(jí)鋁外，世界鋁回收中52%的鋁合金鑄錠是次級(jí)鋁合金鑄錠。如今利用重熔技術(shù)回收的廢鋁降低了鋁的品質(zhì)，這種降級(jí)回收鋁的最終沉淀物是鑄造鋁合金。預(yù)計(jì)未來隨著消費(fèi)者選擇電池供電的電動(dòng)汽車替代內(nèi)燃機(jī)汽車，對(duì)高等級(jí)再生鋁的需求量增加，低等級(jí)再生鋁需求量逐漸下降。為滿足未來對(duì)高品位鋁的需求，需要一種新的鋁回收方法，能夠?qū)U料提升到與原鋁相似的水平。

02【成果掠影】

今日，日本仙臺(tái)東北大學(xué)、北京科技大學(xué)朱鴻民與日本仙臺(tái)東北大學(xué)Tetsuya Nagasaka課題組，提出了一種固態(tài)電解(SSE)工藝，該工藝使用熔鹽來升級(jí)回收鋁廢料。SSE生產(chǎn)的鋁純度與鋁合金鑄造原鋁相當(dāng)。此外，工業(yè)SSE的能源消耗估計(jì)不到原鋁生產(chǎn)過程的一半。通過有效回收鋁廢料，可以有效地滿足人們對(duì)高等級(jí)鋁的需求。通過使用這種高效、低能耗的工藝，可以實(shí)現(xiàn)鋁回收的真正可持續(xù)性。相關(guān)論文以題為“A solid-state electrolysis process for upcycling aluminium scrap”發(fā)表在Nature上。

03【數(shù)據(jù)概況】

圖1. 2020年和2040年全球鋁循環(huán)

圖2. SSE工藝的示意圖和電化學(xué)原理

圖3. AC2A鑄造合金在熔融MgCl2-NaCl-KCl-5mol%AlF3中的電解結(jié)果

圖4. SSE工藝與其他工業(yè)鋁工藝的比較

04【成果啟示】

總而言之，本工作基于熔鹽電解原理，提出的SSE工藝具有較大的工業(yè)應(yīng)用潛力。本研究的發(fā)現(xiàn)是SSE技術(shù)優(yōu)勢(shì)的證據(jù)，包括其去除雜質(zhì)的能力和較低的能耗，而其他因素，如資本和運(yùn)營(yíng)成本，則是目前研究的重要課題。考慮到未來鋁回收中可能出現(xiàn)的各種挑戰(zhàn)，本工作提出的SSE工藝所代表的技術(shù)為實(shí)現(xiàn)真正的可持續(xù)鋁回收鋪平了道路，并成為在工業(yè)一級(jí)實(shí)現(xiàn)真正的可持續(xù)性的典范。

文獻(xiàn)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04748-4

本文由溫華供稿。