利用工業(yè)廢渣制備耐火材料的現(xiàn)狀及進展

張子英，郝紅濤

（1.中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司，河南 洛陽 471039；2.洛陽礦山機械工程設(shè)計研究院有限公司，河南 洛陽 471039）

【開發(fā)利用】

利用工業(yè)廢渣制備耐火材料的現(xiàn)狀及進展

張子英1，郝紅濤2

（1.中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司，河南 洛陽 471039；2.洛陽礦山機械工程設(shè)計研究院有限公司，河南 洛陽 471039）

本文對我國工業(yè)廢渣和耐火材料的發(fā)展現(xiàn)狀與特點進行了分析，指出了利用工業(yè)廢渣制備耐火材料的可行性。概述了以粉煤灰、煤矸石、鋁渣、鉻渣、硼泥等制備耐火材料的國內(nèi)研究現(xiàn)狀。指出以工業(yè)廢渣制備耐火材料具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，發(fā)展前景廣闊。

工業(yè)廢渣；耐火材料；現(xiàn)狀；節(jié)能減排

1 引言

工業(yè)廢渣是工廠企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，不僅占用大量耕地，還污染環(huán)境，危害人體健康。因此，工業(yè)廢渣的“零排放”是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、保護生態(tài)環(huán)境、節(jié)能減排的一項緊迫任務(wù)，實現(xiàn)工業(yè)廢渣的綜合利用具有重要的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益[1]。

根據(jù)工業(yè)廢渣中含有的化學(xué)組成，利用其特點來制備耐火材料，可實現(xiàn)工業(yè)廢渣的資源開發(fā)與增值利用，降低耐火材料生產(chǎn)成本，為資源的循環(huán)利用開辟一條新途徑[2-3]。據(jù)中國知網(wǎng)2012年和2013年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，利用廢渣制備耐火材料的研究分別占了58.4%和55.8%，說明利用廢渣制備耐火材料具有一定的理論基礎(chǔ)和可行性。為此，對我國工業(yè)廢渣和耐火材料的發(fā)展現(xiàn)狀與特點進行了分析，綜述了我國以不同工業(yè)廢渣制備相應(yīng)耐火材料的研究進展，期望為下一步的研究、工業(yè)實際應(yīng)用提供方向。

2 利用工業(yè)廢渣制備耐火材料

2.1 粉煤灰

粉煤灰為燃煤火力發(fā)電的固體廢棄物，其主要成分為Al2O3和SiO2，主要物相為石英和莫來石。據(jù)不完全統(tǒng)計，到2020年，我國粉煤灰的年總排放量將達到3億t[4]。不僅污染環(huán)境，還占用大量土地。因此，粉煤灰的充分、有效和高附加值利用迫在眉睫。

2.1.1 制備輕質(zhì)耐火材料

陳光遠等[3]列舉了粉煤灰制備輕質(zhì)耐火材料的例子，因為粉煤灰中含有空心漂珠，具有優(yōu)良的耐熱、隔熱、絕緣等性能，主要用來制備漂珠磚。這種不燒粉煤灰微珠輕質(zhì)隔熱制品可以替代現(xiàn)有粘土、硅藻土、高鋁基耐火隔熱制品，用作熱工窯爐材料，其性能達到以上材料的性能。王琦等[5]采用高鋁粉煤灰添加15%菱鎂礦，在1 250℃保溫3h可制得顯氣孔率為48%，孔徑大小為20～40μm，體積密度為1.27g/cm3，常溫耐壓強度和抗折強度分別為38MPa和29MPa的堇青石質(zhì)多孔耐火材料。陳樹森[6]以低品位鋁礬土、粉煤灰和菱鎂礦為原料，在1 350℃保溫4h得到物相組成為剛玉相、尖晶石相和鈣長石相，抗折強度達到159MPa的鋁硅鎂系復(fù)相材料，并研究了粉煤灰對鋁硅鎂輕質(zhì)耐火噴涂料常溫物理性能的影響，但粉煤灰加入量過多，結(jié)果不是太好。張磊等[7]利用粉煤灰微珠與活性炭在1 300～1 500℃保溫6h碳熱還原氮化制備了β-SiAlON空心球。

2.1.2 制備莫來石質(zhì)材料

粉煤灰的主晶相多為莫來石和α-石英， 因此可利用粉煤灰中莫來石作晶種來合成莫來石。陳江峰等[8]利用Al2O352.72%、SiO235.04%準格爾電廠高鋁粉煤灰在1 500℃保溫2～3h合成M50莫來石，添加部分工業(yè)氧化鋁在1 500℃又可以制備M60或M70莫來石[9]。葉昌等[10]也將除碳酸洗處理后Al2O329.99%、SiO259.08%的粉煤灰與工業(yè)氧化鋁混合，在1 550℃保溫4h制備了莫來石。為了降低合成莫來石的成本，用鋁礬土代替工業(yè)氧化鋁，將除碳除鐵預(yù)處理后的粉煤灰和鋁礬土以1∶1.5的質(zhì)量比在1 000℃就可以合成M60莫來石，燒成溫度大大降低[11]。譚麗等[12]也以粉煤灰∶鋁礬土＝45.87∶100的粉煤灰和天然鋁礬土為原料，用反應(yīng)燒結(jié)合成了低成本的莫來石陶瓷材料，該材料在強酸強堿熱溶液中表現(xiàn)出較好的耐腐蝕性能。魏尊莉等[13]認為添加Li2O能有效地降低高鋁粉煤灰合成剛玉—莫來石材料的燒結(jié)溫度，結(jié)果表明，添加4%的Li2O可將燒成溫度降低至1 200℃， 該條件下合成材料的體積密度為2.93g/cm3， 抗折強度為74.9MPa。邢凈等[14]研究了Y2O3和溫度對高鋁粉煤灰和鋁礬土合成莫來石性能、結(jié)構(gòu)、組成和微形貌的影響，結(jié)果表明，當1 500℃時， 添加5%Y2O3時， 所得試樣的顯氣孔率和吸水率最小，抗折強度為128MPa，相應(yīng)的莫來石含量達到80.8%； SEM分析表明： Y2O3在低溫(1 100～1 400℃)時促使莫來石形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)， 而較高溫度(1 500℃)時有利于長柱狀莫來石生長。邢凈等[15]還利用粉煤灰、鋁礬土、碳化硅為原料，在1 450℃下燒結(jié)制備了莫來石-SiC復(fù)合材料。當混合料M(其中Al/Si=1.0，摩爾比)=10%時，所得材料的顯氣孔率、吸水率最小，分別為16.09%和6.27%，抗折強度和體積密度最大，分別為46.7MPa和2.57g/cm3；此時，構(gòu)成材料的主要晶相為SiC、莫來石和剛玉，莫來石的相對含量達到最大值，為38.99%。趙丹[16]以粉煤灰、Al2(SO4)3· 18H2O為主要原料，熔鹽采用Na2SO4且其用量為總反應(yīng)料的50%、Al2O3和SiO2的摩爾比為1.5、在1 000℃保溫3h條件下合成的長度為0.6～1.5μm，直徑為40～70nm的莫來石晶須。馬北越等[17]以粉煤灰、鋯英石和氧化鋁為原料，采用反應(yīng)燒結(jié)法，在1 600℃4h合成了體積密度為2.86g/cm3的鋯莫來石耐火材料。

2.1.3 制備SiAlON材料

SiAlON具有與Si3N4、SiC一樣的高強度、高硬度、耐磨、耐侵蝕等優(yōu)異性能，還具有優(yōu)異的抗熱震性、抗氧化性、抗熔融金屬侵蝕性和抗高溫蠕變性，是一種優(yōu)良的耐火材料，應(yīng)用前景廣泛。與天然原料相比，粉煤灰中SiO2和Al2O3的反應(yīng)活性較高，無需經(jīng)歷天然原料碳熱還原時的脫水及莫來石化過程，且粉煤灰中未燃盡的碳和Fe2O3可為還原氮化反應(yīng)起還原和催化作用，這兩大優(yōu)勢使得利用粉煤灰還原氮化法制備SiAlON材料的研究較多，還原劑的選用更是豐富多彩，如石墨、炭黑、活性炭、焦炭等碳源，鋁灰、鋁灰和炭黑、硅粉、金屬鋁粉和硅粉等。趙瑞[18]詳細列出了一些利用粉煤灰制備SiAlON材料的文獻。雖然降低了生產(chǎn)成本，但工序復(fù)雜，增加了制備成本。

2.1.4 提取氧化鋁

利用高鋁粉煤灰可以提取氧化鋁。例如張戰(zhàn)軍[19]利用內(nèi)蒙古中西部Al2O348.5%、SiO237.8%的高鋁粉煤灰以低溫脫硅—堿石灰燒結(jié)法二步在實驗室制備出了成分指標達到或者超過了行業(yè)標準的白炭黑和氧化鋁，其中A12O3的提取率超過90%。但該方法所用石灰石的消耗量還是過大(處理1t高鋁粉煤灰，僅石灰石就需要近0.7t)，有待進一步降低物耗和能耗。楊權(quán)成等[20]給出了利用高鋁粉煤灰提取氧化鋁的一些文獻，認為提取氧化鋁需要突破能耗高，經(jīng)濟地實現(xiàn)鋁、硅的有效分離，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、無污染等問題。

2.1.5 制備其他耐火材料

陳江峰等[21]利用高鋁粉煤灰和滑石粉采用固相反應(yīng)燒結(jié)法， 于1 350～1 370℃恒溫2～3h燒成獲得了高質(zhì)量的堇青石礦物原料。黃軍同等[22]研究了高鋁粉煤灰外加量(質(zhì)量分數(shù)分別為0、3%、6%、9%和12%)對Al2O3-SiC-C質(zhì)澆注料物理性能和抗渣性能的影響，認為添加高鋁粉煤灰的澆注料的抗高爐渣性能與未添加高鋁粉煤灰的澆注料相當；當高鋁粉煤灰外加量達到12%時，試樣抗高爐渣侵蝕的能力開始有較明顯的下降，因此，粉煤灰的引入量不宜過多。

2.2 煤矸石

煤矸石是煤炭生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，目前，全國煤矸石堆放量已經(jīng)超過50億t，且年平均排放煤矸石近2億t。煤矸石的主要化學(xué)組成為：SiO250%～60%，Al2O340%。煤矸石的利用與粉煤灰的相似，主要是制備堇青石、莫來石、SiAlON、SiC等材料，也可提取Al2O3。

2.2.1 制備堇青石質(zhì)耐火材料

楊濤等[23]以煤矸石為主原料，外加5%的活性炭為造孔劑，在1 400℃、6h可以合成抗折強度為29.1MPa、顯氣孔率為39.8%的堇青石多孔陶瓷，

該多孔陶瓷中以堇青石相為骨架，內(nèi)部形成了貫通氣孔的多孔結(jié)構(gòu)。金文見等[24]按煤矸石、滑石、剛玉的質(zhì)量分數(shù)分別為50.1%、38.2%、11.7%在1 380℃、3h合成了堇青石。朱金萌等[25]也以煤矸石、滑石粉和氧化鋁為原料在1 220℃保溫4h合成了堇青石，合成溫度更低。楊留栓等[26]以煤矸石為主原料輔以氧化鋁、氧化鎂和氧化硅，在1 200℃保溫4h低溫合成了粉體粒度分布相對均勻，粒徑約20μm的堇青石陶瓷粉體，降低了成本。

2.2.2 制備莫來石質(zhì)耐火材料

宋紹雷等[27]以低品位煤矸石為主要原料，經(jīng)過低溫煅燒和酸處理后，適量添加氧化鋁和造孔劑，經(jīng)1 600℃、2h反應(yīng)燒結(jié)制備出主晶相為莫來石的多孔莫來石。劉靜靜[28]采用煤矸石、工業(yè)氧化鋁、輕燒礬土為原料，采用燃盡物加入法，造粒成球，制備了Al2O3含量為70%和55%的兩種莫來石輕質(zhì)骨料，并將M70、M55應(yīng)用到莫來石輕質(zhì)澆注料中，并與市場上含一般M65的莫來石輕質(zhì)骨料的澆注料性能作比較。結(jié)果表明，澆注料性能相當，但含M70或M55的澆注料熱導(dǎo)率更低。楊中正等[29]以礬土碎礦為主原料，配以煤矸石和少量的活性Al2O3在1 700℃可制得顯氣孔率＜2.5%、體積密度≥2.75g/cm3的燒結(jié)良好的礬土基莫來石質(zhì)均質(zhì)熟料。

2.2.3 制備SiAlON

李素平等[30]認為以煤矸石為原料，以炭黑為還原劑，引入一定量的TiO2有利于煤矸石還原氮化轉(zhuǎn)變成β-SiAlON。房現(xiàn)閣等[31]采用富鋁煤矸石、鐵精礦粉、焦炭為原料通過碳熱還原氮化法在1 500℃、4h制備了主要物相為β-SiAlON和Fe3Si的Fe-SiAlON復(fù)相材料。

2.2.4 制備SiC或Al2O3陶瓷粉體

王長春等[32]以煤矸石和碳質(zhì)材料(工業(yè)炭黑、活性炭、無煙煤)為原料，在流動氬氣中碳熱還原制備Al2O3-SiC復(fù)相粉體。田修營等[33]以30%煤矸石替代α-Al2O3粉可制備其密度為3.4g/cm3、洛氏硬度為82、斷裂韌性可達3.62MPa·m1/2、磨耗為0.247g/ kg·h的氧化鋁陶瓷，降低了成本。

2.2.5 提取Al2O3

從煤矸石中提取Al2O3一般采用酸浸法，以硫酸為介質(zhì)，例如李瑜等[34]、谷立軒等[35]通過試驗對煤矸石中Al2O3的浸取率可達79.6%、85.2%。而王韻金等[36]以烏海煤矸石為原料，進行了煤矸石鹽酸浸出液的萃取除鐵工藝研究，可制備出純度為99.99%、中位徑為3.09μm的γ-Al2O3粉。

2.3 鋁渣

制備耐火材料的鋁渣主要指鋁型材廠產(chǎn)生的工業(yè)污泥和電解鋁或鑄造鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鋁灰熔渣。福州大學(xué)對鋁型材廠產(chǎn)生的工業(yè)污泥研究較多，這種污泥含水量高達70%～80%，而且數(shù)量較大，一個鋁型材大企業(yè)年回收可達幾千噸，其主要晶相為γ-AlOOH、Al(OH)3和具有無定形結(jié)構(gòu)的微晶，主要化學(xué)組成為：Al2O361.16%、SiO22.34%、Fe2O30.27%、LOI 34.26%。施可夫[37]研究了利用該污泥和粘土，加入4%廢聚苯乙烯在1 400℃保溫4h制備了莫來石為主晶相的輕質(zhì)隔熱耐火材料，體積密度為0.868g/cm3，收縮率為8.53%，抗折強度為3.10MPa。沈陽[38]以該污泥為主原料，加入滑石和粘土在不同溫度下可一次性合成莫來石/堇青石復(fù)相材料，并應(yīng)用于莫來石/堇青石窯具，算是一種原料、技術(shù)、工藝的創(chuàng)新。周巧琴等[39]按鋁型材廠廢渣、高嶺土、TiO2質(zhì)量比為68∶13∶19，在1 420℃、3h固相燒結(jié)合成了鈦酸鋁—莫來石復(fù)相材料，其主要物相為鈦酸鋁60.8%，莫來石固溶體22.7%，其體積密度為3.53g/cm3，顯氣孔率為9.8%，抗折強度為34.2MPa。沈慧英等[40]利用鋁廠污泥和閩侯粘土在1 480℃合成了莫來石剛玉復(fù)相材料。

鋁灰是電解鋁或鑄造鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熔渣，我國每年產(chǎn)生的鋁灰高達112～180萬t。鋁灰主要成分為Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3、MgO及金屬Al等，劉瑞瓊等[41]采用熱水浸泡→流動水漂洗→真空過濾機過濾→低溫烘干對鋁灰預(yù)處理，在較低冶煉溫度(1 700～1 800℃)，較短的冶煉時間(6～8h)制備了棕剛玉，與常規(guī)方法制備的棕剛玉的化學(xué)組成相當。李曉娜[42]以鋁灰、高鋁礬土和電熔鎂砂為原料，鐵屑為沉淀劑，焦炭粉為還原劑，采用高溫電熔法合成了鎂鋁尖晶石，為驗證其作為耐火原料的可行性，將其應(yīng)用于煉鋁爐用剛玉—鎂鋁尖晶石材料中，該材料抗鋁液侵蝕性能好。李家鏡[43]采用鋁灰和金屬硅利用鋁熱硅熱還原氮化法制備了SiAlON-15R復(fù)相陶瓷。董錦芳等[44]以鋁灰和粉煤灰為原料， 經(jīng)原位鋁熱還原氮化法合成了尖晶石-SiAlON復(fù)相材料。郭學(xué)益等[45]利用低溫堿性熔煉法提取鋁灰中的鋁，鋁浸出率最高可達92.76%。

2.4 鉻渣

含鉻廢渣是鉻鹽生產(chǎn)廠或鉻鐵合金廠在生產(chǎn)過程中排放出的大量劇毒固體廢渣，不僅污染環(huán)境，而且因為鉻渣中的鉻大多以Cr6+的形式存在，Cr6+對人體健康的危害極大。有關(guān)含鉻廢渣的回收利用成為亟待

解決的問題，研究者也較多。薛文東等[46]證明了鎂砂結(jié)合鉻渣制備耐火材料的可行性。劉帥等[47]也認為利用碳素鉻渣制造耐火材料可行，并用碳素鉻渣和高鋁礬土制作煉鋼轉(zhuǎn)爐用擋渣鏢、渣槽保護板，每年可分別節(jié)約成本約81萬元、50萬元。曹楊等[48]研究了鎂砂加入量及粒度對鉻渣磚性能的影響，結(jié)果表明：與不加高純鎂砂的鉻渣磚相比，在鉻渣磚中引入高純鎂砂，可以提高試樣的抗熱震性，當高純鎂砂以2～1mm的形式引入，且加入量為3%時，經(jīng)1 450℃燒后鋁鉻磚的抗熱震性最好。陳花朵等[49]用鋁鉻渣部分替換電熔白剛玉骨料和細粉制備了鋼包水口座磚，并將其在某鋼廠60t鋼包上使用，1次壽命達80～90爐次，修補后壽命達110～120爐次，與鋼包壽命同步。鄭麗君等[50]研究了鋁鉻渣酸洗時間對其燒結(jié)體材料性能的影響，發(fā)現(xiàn)在濃鹽酸中煮沸20min酸洗過的鋁鉻渣，其燒結(jié)材料具有最優(yōu)的常溫性能，但抗熱震性提高不大。劉為等[51]在酸洗鋁鉻渣中單獨加入4%的鈦白粉、鋯英石粉和鈦白粉—鋯英石粉復(fù)合粉，經(jīng)1 500℃保溫2h熱處理后的燒結(jié)鋁鉻渣試樣致密度、常溫強度和抗熱震性均提高。羅旭東等[52]研究了鋁鉻渣加入量對用后鎂鉻磚制備鎂鉻澆注料性能的影響，認為當鋁鉻渣加入量為10%時，試樣的抗熱震性最好，抗渣侵蝕性較好。張登科等[53]以級配合理的碳鉻渣骨料，摻入適量的鎂砂粉，以鋁酸鹽水泥為結(jié)合劑，經(jīng)過1 500℃煅燒，可以制備常溫力學(xué)性能優(yōu)異的耐火澆注料，其耐壓強度大于110MPa，抗折強度可達12.7MPa。鄭麗君等[54]將鋁鉻渣和廢棄鎂碳磚細粉進行1 500℃保溫2h煅燒，可以合成出鎂鋁尖晶石材料，當鎂碳磚含量為40%，鋁鉻渣為60%時，合成材料微觀結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)典型的鎂鋁尖晶石八面體形貌特征，結(jié)晶相發(fā)育完整，結(jié)構(gòu)致密，鎂鋁尖晶石含量達到94%。

2.5 硼泥

硼泥是利用硼鎂礦生產(chǎn)硼砂后排出的廢料，通常每生產(chǎn)1t硼砂，大約排出4～5t硼泥，一個年產(chǎn)量為5 000t硼砂的工廠，硼泥的年排出量約為25 000t。硼泥主要化學(xué)成分為SiO2和MgO，呈強堿性。羅玉萍等[55]認為利用硼泥制備耐火材料是可行的，并做了一定的研究。硼泥在耐火材料中的應(yīng)用主要是制備鎂橄欖石質(zhì)材料。例如：于德利等[56]采用硼泥為主要原料，經(jīng)過磨細，輔以鉀長石，添加適量的成孔劑(羧甲基纖維素鈉)，能夠制備出顯氣孔率達30%、耐壓強度達26MPa的鎂橄欖石質(zhì)多孔陶瓷。郭大宇[57]通過試驗找出利用硼泥制備鎂橄欖石多孔陶瓷的最佳工藝條件，當硼泥、硼酸質(zhì)量比為4∶1，造孔劑10%，混料時間以6h時為宜，成型壓力15MPa，燒結(jié)溫度1 000℃，保溫時間為2h效果最佳。李振等[58]以菱鎂礦尾礦、硼泥與硅石為主要原料，通過固相反應(yīng)燒結(jié)法制備鎂橄欖石材料，該燒結(jié)使其性能增強。目前硼泥應(yīng)用于耐火材料的研究不多，主要是鎂制品的提取和新型建筑材料的生產(chǎn)。

2.6 其他工業(yè)廢渣

鋼渣是在鋼鐵生產(chǎn)過程中由造渣材料、冶煉反應(yīng)物、侵蝕脫落的爐體和補爐材料、金屬爐料帶入的雜質(zhì)和為調(diào)整鋼渣性質(zhì)而加入的造渣材料所組成的固體渣體，每生產(chǎn)1t鋼排出約0.15t鋼渣。楊淇等[59]以質(zhì)量分數(shù)分別為70%鎂砂和40%的鋼渣為主原料，以7%的硅酸鈉為結(jié)合劑，以4%～6%的硅微粉為外加劑，制備了鋼渣—鎂砂質(zhì)耐火噴涂料，該噴涂料具有較好的力學(xué)性能，可作為一般的堿性噴涂料使用。

我國產(chǎn)釩企業(yè)每年排出的提釩尾渣約30萬t，而攀鋼為國內(nèi)主要的產(chǎn)釩企業(yè)，每年可產(chǎn)生7～8萬t提釩尾渣，經(jīng)過擴能后，每年將增加至14～16萬t。郝建璋[60]以釩鐵渣(其主要成分為Al2O3、CaO、MgO以及夾雜的釩氧化物等)為原料用鋁熱法制備了釩鐵渣耐火澆注料，該澆注料強度高，抗渣侵蝕性和抗熱震性優(yōu)異，加熱永久線變化率也符合標準要求；并將該澆注料在攀鋼煉鐵廠高爐渣口流嘴和渣溝開展了現(xiàn)場試驗，使用效果良好，壽命長。

河南橄欖石在鋼鐵、鑄造行業(yè)的用量占90%以上， 但粒度要求嚴格， 僅需要粗、中粒度， 這樣細粉全部積壓， 加上橄欖石易脆造成的細粉， 其細粉量已占總量的1/3以上， 造成了資源浪費。徐建峰等[61]采用河南西峽的橄欖石廢棄粉礦、輕燒鎂粉、無煙煤為主要原料，以燒失法制備了鎂橄欖石輕質(zhì)耐火材料，其體積密度為1.3～1.6g/cm3，重燒線收縮率0.1%～0.3%(1 450℃，2h)，導(dǎo)熱率可達0.3W/m·K，該材料的各項性能指標與高鋁質(zhì)或莫來石質(zhì)輕質(zhì)材料接近，有可能在一定的工作條件下替代高鋁質(zhì)或莫來石質(zhì)輕質(zhì)耐火材料。

鐵尾礦是礦石經(jīng)選別出精礦后剩余的固體廢料，劉吉輝等[62]利用高硅鐵尾礦配加輕燒鎂粉合成鎂橄欖石質(zhì)耐火材料，確定了鎂橄欖石的主要生成區(qū)間在1 400～1 700K。張斯博等[63]以鐵尾礦、菱鎂石尾礦和輕燒鎂粉混合，以硅微粉為粘結(jié)劑，以聚苯乙烯小球為添加物可以合成出鎂橄欖石輕質(zhì)隔熱耐火材料，證明了試驗的合理有效。

3 結(jié)語

明確工業(yè)廢渣的主要成分，利用其特定成分制備

相應(yīng)的耐火材料。工業(yè)廢渣在特定的條件下如氮化還原，再配以適量的其他成分，可制備出性能優(yōu)良的耐火材料。因此，為確保耐火材料的可持續(xù)發(fā)展和工業(yè)廢渣的循環(huán)利用，應(yīng)充分利用工業(yè)廢渣作為耐火材料的二次資源，不僅解決了工業(yè)廢渣的浪費現(xiàn)象，還降低了耐火材料的生產(chǎn)成本，做到了物盡其用，變廢為寶，具有重要的社會現(xiàn)實意義。

利用工業(yè)廢渣如粉煤灰或煤矸石等，一般需要排碳除鐵預(yù)處理，工藝技術(shù)路線復(fù)雜，增加了能耗，工業(yè)廢渣的雜質(zhì)相種類多，易形成玻璃相或低共熔點物質(zhì)，影響材料的應(yīng)力—應(yīng)變行為，使得高溫抗折強度降低。相應(yīng)的設(shè)備和工藝還沒有成熟配套，合成的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性難于控制，導(dǎo)致工業(yè)廢渣合成耐火材料的工業(yè)化應(yīng)用水平不高，綜合利用率不高。面臨的問題還有如何讓生產(chǎn)出來的耐火材料在市場上得到認可，從而實現(xiàn)工業(yè)廢渣的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。同時也要建立相應(yīng)的工業(yè)廢渣標準體系或者綜合利用的政策或規(guī)定，使得利用工業(yè)廢渣制造的耐火產(chǎn)品擁有市場競爭力。

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The Situation and Progress on Refractory Prepared From Industrial Waste

ZHANG Zi-ying, HAO Hong-tao
(1. Industrial Service and Information Center,Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co., Ltd., Luoyang 471039, China; 2. Luoyang Mining Machinery Engineering Design Institute Co., Ltd., Luoyang 471039, China)

The development situation and characteristics of industrial waste and refractory in China were analyzed. The feasibility for refractory prepared from industrial waste was pointed out. The development situation of refractory prepared by fly ash, coal gangue, aluminum slag, chromium slag, boron mud, etc was discussed. Refractory prepared from industrial waste has good environmental and economic benefits, which has broad prospects for development.

industrial waste; refractory; situation; energy conservation and emissions reduction

TQ175

A

1007-9386(2015)02-0004-05

2014-11-28