2025年1月8日，美国能源部（DOE）工业效率和脱碳办公室宣布了14个低碳钢技术研究的资金，该研究将加速创新技术的发展废铜熔炼炉，以确保美国钢铁行业正在迅速变化。在全球市场上的韧性和竞争力，并为整个国民经济的供应链创造积极的连锁效应。

1。变革性的未来矿石敷料过程

明尼苏达大学（ of -）（OF）与二手材料（US Steel）合作开发了一种变革性的新矿石调味料过程，该过程将使明尼苏达州的乌龟矿石直接降低（DR）水平。这个新的集成过程将证明如何以每小时1吨的比例来处理工业原材料。这种方法将寻求将DR级颗粒的总体能源需求减少25％，将铁回收率提高3-5％，并通过在铁冶炼过程质量期间减少垂直炉中的垂直炉中的粘结来改善颗粒。随着对DR级矿石的需求继续增加，改善DR级颗粒的供应是促进DR 渗透到钢生产领域的关键因素，这可以减少能源消耗并增加DR级材料供应的产量。

2。：使用新的低成本技术使用低级矿石生产磁铁

RTI及其合作伙伴旨在使用创新的二氧化碳矿化过程从广泛存在的云母和超黑云母岩石中提取高级磁铁矿，其中二氧化碳与输入材料形成磁铁，其中二氧化碳反应。并在固相中密封二氧化碳。由于二氧化碳矿化反应，新技术可以以明显的净负排放量运行，并且项目团队将努力证明每吨高级磁铁矿的2.4吨二氧化碳的能力。如果成功的话，表现出明显负面排放的颗粒可以作为现有碱性燃料生产的直接解决方案，并提供了一种通过传统加工途径表现出极低排放的钢的方法。

3。零排放减少铁技术（FERR0）

Lunar，Inc。及其合作伙伴旨在展示一种创新的铁生产技术，以克服与熔融氧化物电解相关的阳极降解困难（MOE），这是一种用于商业生产的铁矿石。突破性的新过程。该项目将努力消除与MOE反应堆的严酷操作环境有关的物质挑战，并将其运营寿命延长超过传统阳极的1000倍。阳极耐久性是MOE技术商业成功的主要障碍。这项创新将减少对新兴的MOE阳极供应链的依赖，减少运行能源消耗，使原铁的电气化并减少排放。

4。基于选择性化石的碎屑中铜的分离

国家可再生能源实验室及其合作伙伴旨在开发一种新的解决方案，以从废钢中取出铜。通过独特的两阶段工艺，用二氧化碳选择性化废钢，然后将铜熔化并与废料钢分离。该技术的最大去除潜力可能远远超过了传统的废品排序技术。鉴于铜含量减少后，废钢的价值将大大增加，因此这一新过程可能会带来良好的过程经济利益并改善国内废品钢的利用率。

5。从丰富的氧化物尾矿中回收和加强氧化铁的回收，以实现可持续的直接铁还原技术（循环铁）

康奈尔大学及其合作伙伴旨在使用新的电化学工艺恢复高级氧化铁产品（铁含量大于68 wt。％），以从矿山尾矿和冶金炉渣（例如弧炉炉渣）中恢复铁。该过程可以通过扩大高级铁原材料的生产来促进脱碳化，从而在铁质冶炼过程中采用直接减少技术。重点将主要集中于从非常规来源生产这些原材料，例如用于铁矿石采矿和生产的尾矿和副产品炉渣。

6。通过钠周期脱氧化的铁矿石减少过程

Ltd.及其合作伙伴将推进其熨斗过程，该过程使用金属作为还原剂生产铁金属而无需直接发射二氧化碳。与现有的铁冶炼过程相比，这一新工艺提供了一种在中等温度下生产直接还原铁产品的方法，并具有极快的减少动力学和低能量强度。铁冶炼过程中使用金属还原剂是新颖而创新的，并且可以克服与直接电气化有关的一些技术障碍。

7.使用人工智能从废钢中去除铜污染物的模块化系统

，Inc。及其合作伙伴正在尝试展示创新的废物处理技术，该技术将切碎的废物分为两个阶段：首先，人工智能辅助图像识别分类技术，然后选择性地使用新的热机械分离过程。反应铜来帮助机械分离。铜含量低的废铜比铜含量高的废铜更有价值。低铜废料的可用性显着减少了对碳密集型矿石金属的需求，例如直接还原铁和弧形炉中的生铁，从而为钢生产和回收链带来了显着的排放和能量益处。如果该技术成功并采用了更广泛的采用，它将对废品钢加工业产生巨大的积极影响。

8。高效粉碎和高级分离技术废铜熔炼炉，用于产生直接减少（DR）等级高质量铁矿石

内华达大学，雷诺及其合作伙伴试图开发一种新的矿石调味料过程，该过程使用一系列技术，例如X射线变速器分类，高压铣削滚筒，球磨机和细菌絮凝，以直接生产高级铁赤铁矿的降低质量。矿石。该项目使用各种技术生产浓缩物，铁含量为70％，脉管的脉管为千克不到2％。通过使用这些节能技术，该项目致力于将矿石敷料期间的排放量减少50％。由于矿石敷料技术的新型整合以及目标矿石质量和减少排放潜力的良好性能，该项目通过促进DRI生产技术的应用，对钢生产过程中的排放产生了巨大的下游影响。

9。通过在碱性溶液中进行红泥的电化学重新探索，实现低碳铁冶炼技术

西北太平洋国家实验室及其合作伙伴旨在开发一条电化学工艺途径，以产生低排放铁，并用红色的泥浆产生金属质地，这是一种昂贵的垃圾材料。红泥含有大量的氧化铁，是氧化铝生产的副产品。通过传统方法从红泥中回收铁已被证明具有挑战性，并且通常需要存储材料。

10。使用非热氢微波血浆减少铁矿石粉末和浓缩物

天扬扬二手材料及其合作伙伴的目的是通过开发通过低碳通道产生直接减少铁的过程来大大降低过程温度。非热氢等离子体的使用将显着降低流化床系统的过程温度，并且比当前直接还原铁过程更有效。此过程并非直接发射二氧化碳，当使用可再生电和氢时，可以实现铁生产的低碳化。该应用有可能解决由流化床中氧化铁产生以及使用氢用于内部热量铁所带来的热管理挑战引起的粘度问题。

11。用于碳中性铁冶炼的电化学湿度铝技术

约翰·霍普金斯大学及其合作伙伴旨在为金属铁的电化学生产开发一种替代性低排放途径。这种低温直接电气化过程在使用可再生电力的情况下有可能在铁冶炼过程中显着减少二氧化碳排放，并将在一系列不同品质的范围内证明，以评估其适用性。该项目的主要创新在于在电池电池之前将Fe3+降低到Fe2+的配给步骤，这可以显着提高电池效率和生产率。在电塑性步骤中产生的酸周期（直接与浸出步骤重新整合）在熨斗过程中减少了排放和能量需求，同时生产适合弧光炉制造的高质量金属铁原材料。

12。评估电解铁的性能用于弧炉中的钢

卡内基·梅隆大学及其合作伙伴希望更多地了解弧炉钢生产中低碳电解铁产品的性能。项目团队将通过过程建模，实验室氧化测试和冶炼测试来评估这种新铁产品在现有弧熔炉生产中引入对排放，质量和效率的影响。在电弧炉生产中使用新的低碳原材料具有广泛的潜在影响。

13。石墨核心感应冶炼技术，用于生产无二氧化碳的生铁

明尼苏达大学及其合作伙伴将放大并展示流动引起的冶炼炉。该炉采用了一种新型石墨吸收核心概念，并专门用于将低级DRI预处理成碳化的生铁产品。与现有的DRI冶炼技术相比，该铁产品不包含螺栓，并且被渗入。它适用于电弧炉中商用生铁的高价值替代品。美国电弧炉中使用的大量生铁很可能被低碳强度的DRI取代，从而实现了显着的排放量，同时保持了高生产率和经济竞争性的电弧炉钢生产。

14.使用还原生物浸出方法从不同的铁矿石来源产生改进的DRI原材料

密歇根理工学院正试图开发一种新的还原生物浸出过程，该过程使用含金属的微生物群落从具有极低的铁含量（铁）（铁）的矿山尾矿中回收高纯氧化铁。生物浸出后，浸出溶液的再氧化将产生适合直接降低铁生产的氧化物，这是一种钢生产途径，其排放量大大减少。该技术仅需要低能输入和最少的基础设施才能在大型工厂中运行。该过程可以为尾矿池塘所在的前采矿社区带来巨大的经济，排放和社区利益。

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