淺論廢棄耐火材料的再生利用技術的應用與發展

張旭

[摘要]本文論述了廢棄耐火材料的再生利用技術的應用與發展，為廢棄耐火材料的再生利用技術的應用走可持續發展的道路提供了一定的見解。

[關鍵詞]廢棄耐火材料 再生利用技術 應用與發展

1引言

廢棄耐火材料是冶金、玻璃、水泥、陶瓷和化工等行業作為窯爐內襯材料使用服役后被拆除下來的廢棄物。我國對于這些廢棄耐火材料采取的主要措施是作為工業垃圾被廢棄或者掩埋。這不但浪費了大量的人力、財力、物力，同時也占據了大量的存儲空間。其中部分廢棄耐火材料具有輻射性，有的還能產生粉塵、致癌物質等。這些都對環境造成了一定的污染。我國隨著礦產資源的日益枯竭，同樣面臨著資源短缺的現實問題。在全球大力發展低碳經濟形勢下，若能將這些廢棄的耐火材料進行再生利用的話，則其不僅可以節約了國家的礦物資源和能源，而且也減少了對環境的污染。因此，對廢棄耐火材料進行再利用研究是非常有意義的。

2對廢棄耐火材料的再生利用技術的應用現狀的分析與認識

2.1鋼鐵工業廢棄耐火材料的再生利用

作為耐火材料消耗的大戶—鋼鐵工業，其應當通過不斷研究其回收再利用技術通過以減少掩埋廢棄耐火材料的數量和種類。其現在正逐漸形成了創建清潔型、文明工廠及造就“綠色鋼鐵”的理念，以實現整個鋼鐵生產過程的“零排放”目標。

2.2陶瓷工業廢棄耐火材料的再生利用

在陶瓷工業生產中廢匣缽和廢窯具主要來自燒成車間。由于其多次承受室溫一高溫一室溫的熱應力作用及裝缽過程中的搬運、碰撞等易于損壞或粘連等原因，而失去了原有強度而成為廢料。棚板作為無匣缽燒成時支撐和隔離坯體的耐火材料，在使用過程中由于各種原因破損成為廢棄物。以前除少量經揀選、清洗及破碎后用于制造匣缽外，大多數采用填埋法處理。

2.3玻璃工業廢棄耐火材料的再生利用

為了降低廢棄耐火材料的填埋數量，維蘇威公司正與玻璃公司和窯爐拆除公司開展合作，研發回收料制造的新產品。目前，其停窯檢修結束后拆下的硅磚，有30%～35%可重新利用，制成工作池和蓄熱室頂用硅質磚和輕質隔熱硅磚。

2.4水泥工業廢棄耐火材料的再生利用

水泥工業用耐火材料的廢棄量相對于水泥生產過程中產生的廢棄物的量而言是微量的，而且幾乎可以完全回收再利用。根據水泥工業生產本身的特點，采用相應的技術對廢棄物進行處理不僅不會造成新的污染，還能使廢棄物替代部分原材料，降低生產成本，變廢為寶。國內外已經對水泥回轉窯用后的鎂鉻磚再循環利用方法作了大量的研究工作。其在還原氣氛下成功地將用后鎂鉻磚內的Cr6+還原成Cr3+，以降低危害。再將還原后的鎂鉻磚經揀選除雜加工成再生原料，加入適當添加劑后用于生產適合回轉窯低溫部位使用的鎂鉻磚。實驗證明：這類磚具有優良的抗堿性和熱導率低等特性。

3依靠技術進步，以促進廢棄耐火材料的再生利用技術的應用的可持續發展

3.1廢棄鎂鉻磚的再生利用

由于鎂鉻磚是以MgO和Cr2O3為主要成分，即具有耐火度高，高溫強度大，抗堿性渣侵蝕性強，抗熱震穩定性優良，對酸性渣也有一定的適應性及低的熱導率，合理的性價比等諸多優點，因此其廣泛應用在大型水泥回轉窯燒成帶上和平爐爐頂、電爐爐頂、爐外精煉爐以及各種有色金屬冶煉爐等冶金工業。但用后的廢鎂鉻磚如果不經處理就直接排放到環境中，由于使用時Cr3+轉化為Cr6+，Cr6+有毒且溶于水，會對人體造成危害，同時也會造成環境污染和地下水污染等問題，因此，一方面，這種廢鎂鉻磚質量較好，具有較好的回收利用價值；另一方面，這種鎂鉻磚在短期內還無法被取代。對這種用后廢鎂鉻磚的再利用成為近年來研究的熱點。

3.2廢棄鎂碳磚的再生利用

鎂碳磚是以MgO和C為主要成分。其中w（MgO）=60%～90%，w（c）=10%-40%。鎂碳磚具有優良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、抗熱震性和導熱性。其廣泛應用于煉鋼氧化轉爐的爐襯、出鋼口，高功率電爐爐墻熱點部位，以及爐外精煉爐內襯、盛鋼桶渣線部位等。

3.3廢棄鋁鎂碳磚的再生利用

鋁鎂碳磚是以A1203，MgO和C為主要成分的含碳耐火材料。其中w（A1203）=60%-69%，w（Mgo）=7%-14%，w（C）=5%-12%。鋁鎂碳磚具有較好的抗渣侵蝕性和抗熱震性。為提高其抗氧化性，常在配料時加人適當添加劑，如Si粉、Al粉、SiC粉或硅鐵粉等。鋁鎂碳磚廣泛應用于大型轉爐和超高功率電爐鋼包襯和爐外精煉爐襯等。在國內，僅武鋼一家鋼廠全年產生的1萬多噸廢棄耐火材料中，廢鋁鎂碳磚就多達4，000 t。若將這些廢棄的鋁鎂碳磚能有效的加以再利用的話，則能解決環境污染問題，同時也能節約材料的成本，進而為企業帶來效益。

3.4廢棄鎂鈣磚的再生利用。鎂鈣磚是一種以方鎂石為主晶相，以硅酸三鈣為次晶相的鎂質耐火材料。其中w（MgO）=80%-87%，w（CaO）=6%-9%，CaO/SiO2比在2.2～3.0之間。鎂鈣磚具有氣孔率低，荷重軟化溫度高，抗堿性渣性能良好等特點。其廣泛應用于煉鋼側吹轉爐風眼處、平爐爐頂和吹氧轉爐上等部位。

4結論

目前雖然我國對廢棄耐火材料的再生利用仍處于起步階段，而且再生利用率還不是很高。將廢棄耐火材料回收后，可以制備出品質優良的定形耐火材料和不定形耐火材料。一方面，利用廢棄耐火材料進行再利用可以節約生產成本，給企業帶來經濟效益；另一方面，將廢棄耐火材料再利用可以減少其對環境的污染，同時也釋放了原先堆放這些廢料的地理空間，保護了環境，也帶來了社會效益。今后用后廢棄耐火材料的再利用率將會迅速增大，隨著我國科技實力的增強，對用后廢棄耐火材料的分類、挑選、再利用等技術也會突飛猛進，最終有望實現用后耐火材料的零排放。廢舊耐火材料的再生利用是條利國利民的發展道路，耐火材料行業將為節能減排、綜合利用、實現資源循環應用、可持續發展做出更大的努力和貢獻。