绿色低碳钢铁冶金全国重点实验室
实验室面向国家“碳达峰、碳中和”重大战略需求，以引领钢铁行业绿色低碳高质量发展为目标，贯通绿色低碳钢铁冶金基础理论-关键技术与装备-冶金能源重构-超低碳钢铁流程再造全链条，规划传统碳热钢铁冶金流程低碳技术创新与装备、近零碳钢铁冶金新技术与关键装备、资源绿色利用与过程污染控制、超低碳排放钢铁流程再造等重点研究任务，致力于成为绿色低碳钢铁冶金流程再造理论与技术策源地。
崇尚科学家精神，人才汇聚。实验室拥有以蔡美峰、岳清瑞院士为引领、数十位长江、杰青、万人领军为代表的高水平研究队伍，建设多个国家级创新团队。
服务国家重大需求，科技报国。实验室主动对接国家重大战略需求，围绕冶金绿色化、低碳化开展有组织科研工作。目前实验室共承担各类纵向项目百余项，年均科研经费近2亿元。深度融入钢铁行业绿色发展，主持完成多项国家绿色低碳冶金领域重大科技任务。其核心技术应用于国内50%以上大型高炉和电炉钢产能，支撑全球世界首座工业规模富氢碳循环氧气高炉投入运行。
实验室项目：
熔融铁矿零碳电化学炼铁技术
项目/技术简介
钢铁工业是国民经济的支柱产业。现有高炉炼铁工艺存在化石燃料消耗高、CO2排放量大等问题，低碳/零碳炼铁技术是实现钢铁工业绿色化转型和支撑“碳达峰、碳中和”战略目标的迫切需求。
鉴于此，本项目创新性地提出了绿电驱动熔融铁矿零碳电化学炼铁方法，即以可再生能源发电产生的“绿色电子”为还原剂和能量，利用碳中性阳极，从熔融铁矿中直接选择性电解提取金属铁。
该项目重点建立熔融铁矿多金属氧化物熔体结构与物化性质新理论，设计研制高耐蚀金属陶瓷复合惰性析氧阳极，发展生物质转化碳中性阳极新方法，掌握熔融铁矿多金属氧化物选择性电解和高效渣金分离提取液态铁过程调控技术，实现高纯度金属铁制备，并完成中试规模的生产实践。
通过本项目研究，为解决钢铁工业高碳排放提供创新思路，有望实现钢铁工业颠覆性突破和高质量发展。
核心优势
本项目所提出熔融铁矿零碳电化学炼铁的技术原理如图1所示，工艺直接以熔融铁矿氧化物为原料和电解质，可再生能源发电（即绿电）产生的“绿色电子”为还原剂和能源，采用碳中性阳极（即不新增CO2排放阳极），利用铁矿中氧化铁 电位明显低于其他氧化物的特点，直接选择性电解熔融铁矿中的铁氧化物，在阴极和阳极分别获得液态铁和氧气。
其具有显著的特点和优势：
(1) 零碳排放。采用可再生能源发电，能量获取无碳排放；“绿色电子”为还原剂，避免了煤焦化制备焦炭和高炉碳还原炼铁的碳排放工艺，炼铁全过程零碳排放；
(2) 原料适应性强。可使用各种品位铁矿，适应我国贫铁矿利用；可直接采用粉矿，避免了传统钢铁工业高污染烧结工艺；
(3)炼铁过程流程短。可再生能源发电直接提取铁矿中金属铁，避免了碳/氢还原剂制备和铁矿预处理等过程，流程短。零碳电化学炼铁技术有望实现钢铁工业颠覆性突破，支撑“碳达峰、碳中和”战略目标。
同时，电化学炼铁技术可高效利用贫铁矿，有力保障我国战略性铁矿资源安全
主要应用场景
绿色低碳炼铁
成果成熟度
样品试制
资源需求
融资融债、技术合作
该项目拟进行中试实验，故需进一步融资，扩大实验规模。
素材来源：院士+
