近日，德国弗莱贝格大学（Freiberg University）科研团队宣布，成功开发出全球首个以氢气为还原剂的锡冶炼低碳技术。该技术通过“直接还原法”，在1300°C条件下，仅需每100克锡石精矿消耗3克氢气，即可产出纯度超99%的金属锡，碳排放量较传统碳基还原工艺降低90%以上。这一突破为锡冶炼行业脱碳提供了全新路径，尤其当氢气来源于可再生能源时，环保效益将进一步提升。

​​技术原理：氢气替代碳的“绿色革命”​​

传统锡冶炼依赖焦炭或木炭作为还原剂，在高温下将锡石（SnO₂）还原为金属锡，过程中释放大量CO₂。弗莱贝格大学团队创新性地采用氢气作为还原介质，通过以下机制实现低碳冶炼：

​​选择性还原​​：氢气（H₂）与锡石中的氧结合生成水（H₂O），避免碳氧化产生的CO₂排放。

​​高温稳定性​​：在1300°C环境下，氢气还原反应速率提升40%，且熔融炉渣（含13% SnO）可循环利用，减少原料浪费。

​​能源耦合​​：实验显示，若氢气来自绿电电解水，全流程碳排放可趋近于零，与钢铁行业氢基直接还原技术（如河钢集团120万吨级项目）形成技术协同。

​​环保与经济性双重优势​​

​​碳足迹对比​​：传统工艺每吨锡排放约1.5吨CO₂，而新技术可将排放量压缩至0.15吨以下，减排幅度达90%。

​​资源利用率​​：炉渣中残留的锡氧化物（SnO）可通过二次还原工艺回收，锡综合回收率提升至98%以上。

​​成本潜力​​：尽管氢气成本当前较高（约5美元/千克），但结合欧洲碳关税政策（如EU ETS）及绿氢规模化生产，预计2030年经济性将超越传统工艺。

​​产业落地与全球布局​​

该技术已引发国际锡业巨头关注：

​​欧洲试点​​：德国蒂森克虏伯计划在萨尔茨吉特钢厂建设中试装置，验证氢气还原锡石的工业可行性。

​​亚洲联动​​：中国河钢集团（HBIS）的氢冶金项目（年产120万吨）和JSW Energy绿色氢能工厂，为锡冶炼技术改造提供基础设施支持。

​​政策驱动​​：欧盟“碳边境调节机制”（CBAM）及中国“十四五”工业节能规划，正加速氢基冶炼技术的商业化进程。

​​挑战与未来方向​​

​​氢气供应瓶颈​​：当前绿氢产量仅占全球氢能需求的1%，需配套建设电解水制氢设施。

​​工艺优化​​：需解决高温下氢气与炉渣的相互作用，防止设备腐蚀。

​​循环经济​​：开发炉渣中锡、铁等金属的协同回收技术，提升资源综合效益。