淺論廢棄耐火材料的再生利用技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

張旭

[摘要]本文論述了廢棄耐火材料的再生利用技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，為廢棄耐火材料的再生利用技術(shù)的應(yīng)用走可持續(xù)發(fā)展的道路提供了一定的見解。

[關(guān)鍵詞]廢棄耐火材料 再生利用技術(shù) 應(yīng)用與發(fā)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(yè)作為窯爐內(nèi)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(yè)垃圾被廢棄或者掩埋。這不但浪費(fèi)了大量的人力、財(cái)力、物力，同時(shí)也占據(jù)了大量的存儲(chǔ)空間。其中部分廢棄耐火材料具有輻射性，有的還能產(chǎn)生粉塵、致癌物質(zhì)等。這些都對環(huán)境造成了一定的污染。我國隨著礦產(chǎn)資源的日益枯竭，同樣面臨著資源短缺的現(xiàn)實(shí)問題。在全球大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)形勢下，若能將這些廢棄的耐火材料進(jìn)行再生利用的話，則其不僅可以節(jié)約了國家的礦物資源和能源，而且也減少了對環(huán)境的污染。因此，對廢棄耐火材料進(jìn)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(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀的分析與認(rèn)識

2.1鋼鐵工業(yè)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(yè)，其應(yīng)當(dāng)通過不斷研究其回收再利用技術(shù)通過以減少掩埋廢棄耐火材料的數(shù)量和種類。其現(xiàn)在正逐漸形成了創(chuàng)建清潔型、文明工廠及造就“綠色鋼鐵”的理念，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)過程的“零排放”目標(biāo)。

2.2陶瓷工業(yè)廢棄耐火材料的再生利用

在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)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(yīng)力作用及裝缽過程中的搬運(yùn)、碰撞等易于損壞或粘連等原因，而失去了原有強(qiáng)度而成為廢料。棚板作為無匣缽燒成時(shí)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(jīng)揀選、清洗及破碎后用于制造匣缽?fù)?，大多?shù)采用填埋法處理。

2.3玻璃工業(yè)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(shù)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(fā)回收料制造的新產(chǎn)品。目前，其停窯檢修結(jié)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(zhì)磚和輕質(zhì)隔熱硅磚。

2.4水泥工業(yè)廢棄耐火材料的再生利用

水泥工業(yè)用耐火材料的廢棄量相對于水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物的量而言是微量的，而且?guī)缀蹩梢酝耆厥赵倮谩８鶕?jù)水泥工業(yè)生產(chǎn)本身的特點(diǎn)，采用相應(yīng)的技術(shù)對廢棄物進(jìn)行處理不僅不會(huì)造成新的污染，還能使廢棄物替代部分原材料，降低生產(chǎn)成本，變廢為寶。國內(nèi)外已經(jīng)對水泥回轉(zhuǎn)窯用后的鎂鉻磚再循環(huán)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(nèi)的Cr6+還原成Cr3+，以降低危害。再將還原后的鎂鉻磚經(jīng)揀選除雜加工成再生原料，加入適當(dāng)添加劑后用于生產(chǎn)適合回轉(zhuǎn)窯低溫部位使用的鎂鉻磚。實(shí)驗(yàn)證明：這類磚具有優(yōu)良的抗堿性和熱導(dǎo)率低等特性。

3依靠技術(shù)進(jìn)步，以促進(jìn)廢棄耐火材料的再生利用技術(shù)的應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)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(qiáng)度大，抗堿性渣侵蝕性強(qiáng)，抗熱震穩(wěn)定性優(yōu)良，對酸性渣也有一定的適應(yīng)性及低的熱導(dǎo)率，合理的性價(jià)比等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此其廣泛應(yīng)用在大型水泥回轉(zhuǎn)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(yè)。但用后的廢鎂鉻磚如果不經(jīng)處理就直接排放到環(huán)境中，由于使用時(shí)Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr6+，Cr6+有毒且溶于水，會(huì)對人體造成危害，同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染和地下水污染等問題，因此，一方面，這種廢鎂鉻磚質(zhì)量較好，具有較好的回收利用價(jià)值；另一方面，這種鎂鉻磚在短期內(nèi)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(diǎn)。

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(yōu)良的抗渣侵蝕性、熔渣滲透性、抗熱震性和導(dǎo)熱性。其廣泛應(yīng)用于煉鋼氧化轉(zhuǎn)爐的爐襯、出鋼口，高功率電爐爐墻熱點(diǎn)部位，以及爐外精煉爐內(nèi)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(shí)加人適當(dāng)添加劑，如Si粉、Al粉、SiC粉或硅鐵粉等。鋁鎂碳磚廣泛應(yīng)用于大型轉(zhuǎn)爐和超高功率電爐鋼包襯和爐外精煉爐襯等。在國內(nèi)，僅武鋼一家鋼廠全年產(chǎn)生的1萬多噸廢棄耐火材料中，廢鋁鎂碳磚就多達(dá)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(huán)境污染問題，同時(shí)也能節(jié)約材料的成本，進(jìn)而為企業(yè)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(zhì)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(diǎn)。其廣泛應(yīng)用于煉鋼側(cè)吹轉(zhuǎn)爐風(fēng)眼處、平爐爐頂和吹氧轉(zhuǎn)爐上等部位。

4結(jié)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(zhì)優(yōu)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(jìn)行再利用可以節(jié)約生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益；另一方面，將廢棄耐火材料再利用可以減少其對環(huán)境的污染，同時(shí)也釋放了原先堆放這些廢料的地理空間，保護(hù)了環(huán)境，也帶來了社會(huì)效益。今后用后廢棄耐火材料的再利用率將會(huì)迅速增大，隨著我國科技實(shí)力的增強(qiáng)，對用后廢棄耐火材料的分類、挑選、再利用等技術(shù)也會(huì)突飛猛進(jìn)，最終有望實(shí)現(xiàn)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(fā)展道路，耐火材料行業(yè)將為節(jié)能減排、綜合利用、實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)應(yīng)用、可持續(xù)發(fā)展做出更大的努力和貢獻(xiàn)。