我國耐火材料行業(yè) “綠色化”發(fā)展趨勢

趙　飛,葛鐵柱,任　楨（鄭州大學　高溫材料研究所,鄭州　450052）

我國耐火材料行業(yè) “綠色化”發(fā)展趨勢

趙飛,葛鐵柱,任楨
（鄭州大學高溫材料研究所,鄭州450052）

摘要：中國是世界上最大的耐火材料生產國、消費國,然而我國的耐火材料產業(yè)大而不強，存在著資源浪費、礦山開采混亂、污染環(huán)境的現(xiàn)象。在全世界大力發(fā)展“低碳經濟”和“綠色經濟”的形式下，發(fā)展“綠色化”的耐火材料勢在必行，是關系到我國耐火材料行業(yè)生態(tài)文明發(fā)展的重要發(fā)展戰(zhàn)略。

關鍵詞：耐火材料行業(yè)；“綠色化”發(fā)展；資源綜合利用率

0　前言

我國擁有大量的耐火原料資源，具有發(fā)展耐火材料行業(yè)的優(yōu)勢。在大力推行生態(tài)文明建設的形式下，耐火材料產業(yè)的“綠色化”已是發(fā)展趨勢。中國耐火材料行業(yè)協(xié)會把“綠色化”耐火材料概括為：耐火資源的節(jié)約化，生產的過程的能源節(jié)約、環(huán)?；?，品種質量的優(yōu)良化，使用過程中的無污染化。合理的管理方法，先進的耐火材料技術是有利于耐火材料“綠色化”發(fā)展的關鍵。

1　耐火材料原料的節(jié)約化發(fā)展

菱鎂礦、高鋁礬土在耐火材料中起著重要的作用，是有戰(zhàn)略意義的資源。中國有豐富的耐火材料資源，特別是菱鎂礦、高鋁礬土，其儲量均占世界首位[1-2]。

（1）耐火材料資源的現(xiàn)狀。目前，高鋁礬土礦及菱鎂石礦的綜合利用率很低，資源綜合利用率不到40%，礦山管理落后，主要是以下兩種原因造成[3-4]：1）礦山的管理混亂—無證開采、亂采亂挖、只采不剝、吃富棄貧等現(xiàn)象嚴重；2）高鋁礬土及鎂砂熟料煅燒廠管理混亂--煅燒質量不穩(wěn)定，能耗高、污染較多。

（2）我國耐火原料的“綠色化”發(fā)展。堅持開發(fā)和綜合利用，節(jié)約資源，保護環(huán)境是我國的耐火原料發(fā)展基本原則。進入21世紀以來我國高度重視耐火原料的發(fā)展，鐘香崇院士為提高耐火資源的綜合利用率需采取以下措施[3,5]：1）礦山、煅燒廠的規(guī)范化管理。近年來，國家對耐火行業(yè)礦山、煅燒廠的管理加大了管理措施。在規(guī)劃布局、工藝裝備、生產規(guī)模、產品質量、能源消耗、環(huán)境保護、生態(tài)恢復、綜合利用和安全生產等方面強化準入要求。做到合理開采、分級開采的要求；2）耐火資源的合理配置。耐火材料存在功能的浪費，特別是我國的Al2O3-SiO2系耐火材料較普遍現(xiàn)場。目前，Al2O3-SiO2系耐火材料制品80%以上在使用Al2O3含量高（Al2O3含量85%以上）的高鋁礬土。中品位的礬土原料（Al2O3含量60-80%）具有很好的高溫力學性能然而利用率很低。鄭州大學高溫材料研究所為開發(fā)優(yōu)質的中品位礬土原料，采用是三步均化-濕法細磨-成型-高溫燒成的創(chuàng)新工藝。生產過程中產生的粉塵少，燃料消耗降低很大程度上減少了環(huán)境污染。生產出的均質料化學成分穩(wěn)定，晶體組織結構均勻，體積密度波動很小。產品已經在推廣應用在水泥窯、高鋁出鐵鉤、垃圾焚燒爐等方面已經初見成效，為提高高鋁礬土的綜合利用率提供了科學技術依據；3）研發(fā)有中國特色的合成原料。堅持生產需求的指引和耐火材料技術創(chuàng)新并重，整合耐火材料行業(yè)人才資源，建立耐火材料產業(yè)的上下游相關單位共同參與、產學研結合，重點攻關，搭建行業(yè)技術創(chuàng)新和交流平臺。協(xié)同攻克耐火原料均化、改性、合成的重大共性技術。加快先進科學技術的發(fā)展及科技成果產業(yè)化，做好以下兩點：開發(fā)優(yōu)質高效的耐火原料[6]。根據我國的菱鎂礦、高鋁礬土礦原料優(yōu)勢，開發(fā)有中國特色的合成原料—均質料、改性料及轉型料。由于氧化物-非氧化物復合的耐火原料具有很高的高溫強度、優(yōu)良的熱震強度以及較好的熱震強度和抗渣性，應大力開發(fā)以菱鎂礦、高鋁礬土為基礎的氧化物-非氧化物復合的耐火原料。通過科技創(chuàng)新的方式發(fā)展提高我國的耐火原料品位和提高利用率；開拓白云石質、硅磚耐火材料的應用范圍。

我國有更加豐富的白云石和硅石的耐火資源，其中白云石及硅質的同樣具有優(yōu)良的高溫性能。但受到白云石耐火制品的易水化性，和硅石材料的燒結過程體積不穩(wěn)定等問題在應用領域受到限制。研究客服白云石、硅石的耐火制品的應用范圍對節(jié)省耐火資源和耐火材料的“可持續(xù)”發(fā)展有重大意義。

2　節(jié)約型耐火材料的發(fā)展

節(jié)約型耐火材料的開發(fā)利用是耐火材料“綠色化”發(fā)展的重要趨勢。節(jié)約耐火材料的需要加強節(jié)能管理、加大技術改造、提高窯爐的高耗能設備的能效水平，推進輕型化、節(jié)能化、高效化。不定形耐火制品、節(jié)能型的保溫耐火材料和廢棄耐火材料的再利用，是節(jié)約型耐火發(fā)展方向。

特別是用后耐火材料的再利用，我國的耐火材料每年消耗近1500萬噸，使用后拆除的耐火材料約500萬噸[7]。這些用后的耐火材料中的物相經過使用過程中的成分燒結，晶體發(fā)育的更加完整，通過加工處理，能夠獲得很高的利用價值。如寶鋼通過使用用后的鎂碳磚材料為原料制備再生鎂碳磚，其性能超過了國家A級水平，達到或超過傳統(tǒng)鎂碳磚的水平[8]。

3　環(huán)境友好型耐火材料

在大力建設生態(tài)文明的背景下，環(huán)境的友好的耐火材料發(fā)展有著非常重要的意義。在發(fā)達國家對含鉻磚、耐火纖維及硅磚等對人體有害的產品限制生產。同時在生產耐火材料經常利用的結合劑瀝青，由于產生過程中的污染也禁止使用。我國也開始對耐火材料的無污染化提出了要求，加強了對耐火材料開采與運輸、生產、用后耐火材料的回收等環(huán)節(jié)的環(huán)境管理，注重保護環(huán)境，防止六價鉻的污染等影響的措施。

4　結語

中國耐火材料行業(yè)的“綠色化”發(fā)展是生態(tài)文明發(fā)展的需要，也是耐火材料的發(fā)展趨勢。我國的耐火材料“綠色化”發(fā)展水平距離發(fā)達國家還有一定距離，作為耐火材料科研工作者需要大力倡導耐火材料的“綠色化”發(fā)展，做到大處著眼，小處著手，為耐火材料的“綠色化”發(fā)展貢獻力量。

參考文獻：

[1]李紅霞.中國耐火行業(yè)的發(fā)展與資源、能源和環(huán)境[J].耐火材料，2010,44(06):401-403.

[2]鐘香崇.大力發(fā)展優(yōu)質合成耐火原料[J].耐火材料,2000, 34(01):1-6.

[3]鐘香崇.我國鎂質耐火材料發(fā)展的戰(zhàn)略思考[J].硅酸鹽通報,2006(03):53-63.

[4]李莉.綠色鎂質耐火材料的理念及實踐[J].遼寧建材，2011(07):10-11.

[5]鐘香崇.我國高鋁礬土創(chuàng)新發(fā)展的戰(zhàn)略思考[J].耐火材料，2009(04):241-243.

[6]鐘香崇.自主創(chuàng)新,發(fā)展新型優(yōu)質耐火材料[J].耐火材料,2005, 39(01):3-5.

[7]周寧生,李紀偉等.綠色耐火材料的理念與實踐[J].耐火材料, 2010,44(03):161-170.

[8]馮慧俊,田守信.寶鋼用后廢棄MgO-C磚的再生利用[J].寶鋼技術，2006(01):17-19.