微波驱动钢渣矿物相重构技术实现SO2/NOx协同吸附的高效资源化利用

　　针对冶金固废资源化与烟气治理难题，研究人员创新性开发微波活化钢渣吸附剂，通过1300℃矿物相重构和微波辅助酸浸优化孔隙结构，实现烧结烟气中SO2(T80%=11.9min)与NOx(T90%=42.2min)协同脱除，揭示NOx(ads)与SOx(ads)竞争-协同机制，为钢铁行业固废高值化与低碳减排提供新技术路径。

　　

在钢铁工业面临"双碳"目标与固废治理双重压力的背景下，钢渣堆积引发的土地占用和重金属污染问题日益严峻。中国作为全球最大产钢国，年钢渣产生量达1.5亿吨，但利用率仅20-30%，远低于发达国家75-80%的水平。传统钢渣利用方式受限于成分不均、游离CaO含量高等缺陷，而烧结烟气中SO₂/NO_x协同治理又存在能耗高、效率低等瓶颈。鞍山钢铁集团与国内合作团队在《Separation and Purification Technology》发表研究，开创性地将微波技术与矿物相重构结合，为这一领域带来突破。

研究团队采用微波场辅助酸浸、X射线衍射(XRD)相态分析和原位红外光谱(FT-IR)等技术，系统考察了保温温度(1100-1300℃)、酸洗浓度等参数对吸附性能的影响。通过比表面积测试(BET)和X射线光电子能谱(XPS)揭示了表面活性位点演变规律，结合扫描电镜-能谱联用(SEM/EDS)解析了硫氮复合物的形成机制。

【Effect of holding temperature】章节显示，1300℃重构的吸附剂使SO₂半效时间(T_50%)延长至49.7分钟，而NO_x的T_90%达42.2分钟，表明微波场显著提升了NO_x吸附选择性。【Conclusions】部分证实，吸附过程中NO_x(ads)会优先占据游离CaO活性位形成Ca(NO₃)₂，而SO_x(ads)则通过捕获气态SO₃生成不稳定硫氮复合物，这种竞争-协同并存的机制导致NO_x脱除效率最终超越SO₂。

该研究首次实现微波能定向激活钢渣吸附功能，将固废处理与烟气净化耦合，不仅使钢渣吸附剂对NO_x的亲和力提升42%，更开创了"以废治废"的新模式。正如【Introduction】所述，该技术可推动钢铁行业碳减排77.5-258.5kg/t，为冶金固废高值化利用提供了兼具经济效益与环境效益的解决方案，对实现"双碳"目标具有重要战略意义。