多伦多研究团队设计了一种钢铁回收的新方法，可帮助制造业脱碳并引入循环钢铁经济。该方法引入用于电解精炼的硫氧化物电解质，作为从钢水中去除铜和碳杂质的替代方法。该过程还会产生液态铁和硫作为副产品。

该方法由Jaesuk (Jay) Paeng、William Judge和Gisele Azimi共同发表在《资源、保护和回收》期刊中。

Gisele Azimi表示，其研究是全球首例通过电化学方法从钢中去除铜并将杂质降低至合金水平以下。

目前，25%的钢铁是由回收材料生产的，但随着各国政府努力实现碳中和目标，全球对绿色钢铁的需求预计增长。

钢铁的生产方法是将铁矿石与作为碳源的焦炭反应，然后将将氧气吹过生成的金属。目前的标准工艺每生产一吨钢铁就会产生近两吨二氧化碳，使钢铁生产成为制造业碳排放最大的行业之一。

传统的钢铁回收方法是使用电弧炉熔化废金属。由于在熔化之前很难将铜材料与废料物理分离，因此回收的钢铁产品中也存在这种元素。

Gisele Azimi表示，随着需要回收的废金属越来越多，铜的浓度也会增加，当最终钢铁产品中的铜含量超过0.1wt%时，就会对钢铁的性能产生负面影响。

采用传统的电弧炉炼钢方法无法从熔融废钢中去除铜，因此二级钢铁市场只能生产质量较低的钢铁产品，例如建筑行业使用的钢筋。

Jaesuk (Jay) Paeng称，其方案可以将二级钢铁市场拓展到不同的行业。可用于制造更高级的产品，例如汽车行业使用的镀锌冷轧卷，或运输行业使用的深冲钢板。

为了将铁中的铜含量降至0.1wt%以下，首先必须设计一个可承受高达1600°C温度的电化学电池。在电池内部，电流通过一种由炉渣设计的新型氧硫化物电解质在阴极和阳极之间流动。而炉渣是炼钢过程中产生的废物，通常会被制成水泥或被填埋。“将含有铜杂质的污染铁作为电化学电池的阳极，”Gisele Azimi 称，“然后施加电压，迫使铜与电解质发生反应。”

当给电池通电时，电解液的目的是从铁中除去铜。Jaesuk (Jay) Paeng补充道，“当在电池的一端通电时，可迫使铜与电解液发生反应，使其从铁中分离出来。在电池的另一端，可以同时产生新的铁。”

展望未来，该研究团队还希望利用电解精炼工艺去除钢中的其他杂质，例如锡。