一秒去除九成重金属,用燃煤副产物“飞灰”做混凝土

混凝土、水泥碳排放数一数二高,因此才有那么多科学家想要研发出环保混凝土,现在美国科学家们就打算用燃煤副产物“飞灰”(fly ash)开发更环保与坚固的混凝土。

目前常见的硅酸盐水泥制程包括将石灰石、黏土等材料经过高温锻烧,为了产生热量,水泥碳排放为全球人为活动5%~8%。因此考虑到制城中间的高温需求,科学家们尝试用粉煤灰代替混凝土混合物使用水泥。

飞灰是燃煤后产生的废弃物,虽然性质与水泥相似,但飞灰其实内置有毒重金属,如果应用在混凝土,随时间流逝会渗透到环境。

为了解决缺点,莱斯大学科学家开发新工艺,打算去除重金属。团队首先将飞灰与导电炭黑粉末混合,利用闪光焦耳加热技术,将混合物放在两个铜或石墨电极之间,电极向材料传递短电脉冲,可把混合物迅速加热到约3,000ºC,让重金属蒸发,之后再由真空室捕捉。

研究的共同主要作者Bing Deng,我们能高效除去飞灰中的重金属,只要一秒钟,砷、镉、钴、镍、铅等不同重金属,去除效率可达70%~90%。且净化后的飞灰制成的混凝土也比用纯水泥制成的混凝土更坚固。研究用飞灰代替混凝土混合物30%的水泥时,发现所得混凝土比对照样品强度高51%,弹性高28%。

因此未来的建筑有机会使用更少的水泥,打造更坚固的结构。

(首图来源:莱斯大学)