近日,美国波士顿金属公司(Boston Metal)成功启用了一台多惰性阳极熔融氧化物电解(MOE)工业电解槽,目前该电解槽已在马萨诸塞州沃本工厂投入运行。这一成果不仅降低了技术风险,更验证了商业化生产的可行性,为绿色钢铁的大规模制造奠定了坚实基础。
波士顿金属公司表示,多惰性阳极MOE电解槽已实现吨级钢铁产出。这一里程碑式的成果,标志着在绿色钢铁道路上迈出了重大步伐,也是美国提升本国制造业水平的关键创新。
该公司指出,这一成就汇聚了团队每一位成员的贡献。通过持续突破电化学、材料科学和工程学的界限,致力于扩大惰性阳极熔融氧化物电解技术规模,从而推动这项首创技术迈向商业化。
MOE是一种极为高效的工艺,能够将各种品位的铁矿石转化为高质量的铁水。其中,惰性阳极是实现纯铁水规模化生产且不排放任何碳的核心要素。波士顿金属公司专门设计的惰性阳极,可以经受铁矿石电解过程中的高温和强腐蚀性环境考验,其性能得到了充分验证。
波士顿金属公司评价称,MOE技术为高效的钢铁脱碳提供了最为直接且可扩展的途径,由此明确了前进方向,既能应对钢铁行业减排难题,又能在整个钢铁价值链中实现经济增长。
这项开创性工作最初源于麻省理工学院的实验室,2013年由波士顿金属公司对MOE技术进行商业化应用,团队始终坚定不移地推动进一步创新,力求彻底变革钢铁生产模式。2025年1月,该公司启动了炼钢工业反应器,运行数周后,于2月成功提取约1吨粗钢。
与传统钢铁工艺不同,波士顿金属公司的MOE工艺利用电力,铁矿石被装入反应器,与其他成分混合后,电流通过反应器,将混合物加热至约1600℃(2900℉),驱动铁矿石进行还原反应,进而将铁水制成粗钢。值得一提的是,这一过程排放的是氧气,而非二氧化碳等温室气体。若以风能、太阳能或核能等可再生能源作为电力来源,可有效减少钢铁生产对气候的负面影响。
从技术研发历程来看,MOE由麻省理工学院开发,波士顿金属公司将其从实验室规模逐步扩大到如今能一次生产数吨金属的工业规模,这对每年需生产数十亿吨金属的钢铁行业意义重大。在扩大规模过程中,其阳极设计是关键。波士顿金属公司设计的阳极是插入反应器的圆形金属片,为电流进入并驱动反应提供途径。理论上阳极不会耗尽,但条件不适时会随时间退化。过去几年,该公司在防止惰性阳极退化方面取得显著进展,不过现阶段工作更为复杂,需在同一反应器中安装多个阳极。
目前,多惰性阳极工业电解槽已在沃本工厂成功运营,验证了MOE技术实现商业生产的可行性,波士顿金属公司计划于2026年部署首个示范工厂。通过直接且具有成本竞争力的模块化技术重新定义炼铁工艺,生产零碳排放钢铁。MOE提供一步式工艺,将不同品位的铁矿石转化为高品质铁水,避免了优质矿石稀缺性和价格波动问题,同时消除了传统钢厂中诸如焦化、铁矿石烧结和造球、高炉还原或转炉精炼等工序。
波士顿金属公司总部位于马萨诸塞州沃本。2024年3月,波士顿金属巴西公司正式成立,MOE技术已实现从采矿废料中回收金属并创造收益。该公司在巴西的业务正迅速扩张,关键金属业务的早期收入将推动MOE技术发展。同时,波士顿金属公司正规划建立铬金属工厂,该项目有利于将高品质铬金属的先进制造转移至美国本土,同时确保MOE工艺供应链。MOE工艺技术通过解锁关键金属资源,彻底革新钢铁生产方式,为金属行业提供可扩展、成本竞争力强且绿色环保的解决方案。