浅论废弃耐火材料的再生利用技术的应用与发展

张旭

[摘要]本文论述了废弃耐火材料的再生利用技术的应用与发展，为废弃耐火材料的再生利用技术的应用走可持续发展的道路提供了一定的见解。

[关键词]废弃耐火材料 再生利用技术 应用与发展

1引言

废弃耐火材料是冶金、玻璃、水泥、陶瓷和化工等行业作为窑炉内衬材料使用服役后被拆除下来的废弃物。我国对于这些废弃耐火材料采取的主要措施是作为工业垃圾被废弃或者掩埋。这不但浪费了大量的人力、财力、物力，同时也占据了大量的存储空间。其中部分废弃耐火材料具有辐射性，有的还能产生粉尘、致癌物质等。这些都对环境造成了一定的污染。我国随着矿产资源的日益枯竭，同样面临着资源短缺的现实问题。在全球大力发展低碳经济形势下，若能将这些废弃的耐火材料进行再生利用的话，则其不仅可以节约了国家的矿物资源和能源，而且也减少了对环境的污染。因此，对废弃耐火材料进行再利用研究是非常有意义的。

2对废弃耐火材料的再生利用技术的应用现状的分析与认识

2.1钢铁工业废弃耐火材料的再生利用

作为耐火材料消耗的大户—钢铁工业，其应当通过不断研究其回收再利用技术通过以减少掩埋废弃耐火材料的数量和种类。其现在正逐渐形成了创建清洁型、文明工厂及造就“绿色钢铁”的理念，以实现整个钢铁生产过程的“零排放”目标。

2.2陶瓷工业废弃耐火材料的再生利用

在陶瓷工业生产中废匣钵和废窑具主要来自烧成车间。由于其多次承受室温一高温一室温的热应力作用及装钵过程中的搬运、碰撞等易于损坏或粘连等原因，而失去了原有强度而成为废料。棚板作为无匣钵烧成时支撑和隔离坯体的耐火材料，在使用过程中由于各种原因破损成为废弃物。以前除少量经拣选、清洗及破碎后用于制造匣钵外，大多数采用填埋法处理。

2.3玻璃工业废弃耐火材料的再生利用

为了降低废弃耐火材料的填埋数量，维苏威公司正与玻璃公司和窑炉拆除公司开展合作，研发回收料制造的新产品。目前，其停窑检修结束后拆下的硅砖，有30%～35%可重新利用，制成工作池和蓄热室顶用硅质砖和轻质隔热硅砖。

2.4水泥工业废弃耐火材料的再生利用

水泥工业用耐火材料的废弃量相对于水泥生产过程中产生的废弃物的量而言是微量的，而且几乎可以完全回收再利用。根据水泥工业生产本身的特点，采用相应的技术对废弃物进行处理不仅不会造成新的污染，还能使废弃物替代部分原材料，降低生产成本，变废为宝。国内外已经对水泥回转窑用后的镁铬砖再循环利用方法作了大量的研究工作。其在还原气氛下成功地将用后镁铬砖内的Cr6+还原成Cr3+，以降低危害。再将还原后的镁铬砖经拣选除杂加工成再生原料，加入适当添加剂后用于生产适合回转窑低温部位使用的镁铬砖。实验证明：这类砖具有优良的抗碱性和热导率低等特性。

3依靠技术进步，以促进废弃耐火材料的再生利用技术的应用的可持续发展

3.1废弃镁铬砖的再生利用

由于镁铬砖是以MgO和Cr2O3为主要成分，即具有耐火度高，高温强度大，抗碱性渣侵蚀性强，抗热震稳定性优良，对酸性渣也有一定的适应性及低的热导率，合理的性价比等诸多优点，因此其广泛应用在大型水泥回转窑烧成带上和平炉炉顶、电炉炉顶、炉外精炼炉以及各种有色金属冶炼炉等冶金工业。但用后的废镁铬砖如果不经处理就直接排放到环境中，由于使用时Cr3+转化为Cr6+，Cr6+有毒且溶于水，會对人体造成危害，同时也会造成环境污染和地下水污染等问题，因此，一方面，这种废镁铬砖质量较好，具有较好的回收利用价值；另一方面，这种镁铬砖在短期内还无法被取代。对这种用后废镁铬砖的再利用成为近年来研究的热点。

3.2废弃镁碳砖的再生利用

镁碳砖是以MgO和C为主要成分。其中w（MgO）=60%～90%，w（c）=10%-40%。镁碳砖具有优良的抗渣侵蚀性、熔渣渗透性、抗热震性和导热性。其广泛应用于炼钢氧化转炉的炉衬、出钢口，高功率电炉炉墙热点部位，以及炉外精炼炉内衬、盛钢桶渣线部位等。

3.3废弃铝镁碳砖的再生利用

铝镁碳砖是以A1203，MgO和C为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%。铝镁碳砖具有较好的抗渣侵蚀性和抗热震性。为提高其抗氧化性，常在配料时加人适当添加剂，如Si粉、Al粉、SiC粉或硅铁粉等。铝镁碳砖广泛应用于大型转炉和超高功率电炉钢包衬和炉外精炼炉衬等。在国内，仅武钢一家钢厂全年产生的1万多吨废弃耐火材料中，废铝镁碳砖就多达4，000 t。若将这些废弃的铝镁碳砖能有效的加以再利用的话，则能解决环境污染问题，同时也能节约材料的成本，进而为企业带来效益。

3.4废弃镁钙砖的再生利用。镁钙砖是一种以方镁石为主晶相，以硅酸三钙为次晶相的镁质耐火材料。其中w（MgO）=80%-87%，w（CaO）=6%-9%，CaO/SiO2比在2.2～3.0之间。镁钙砖具有气孔率低，荷重软化温度高，抗碱性渣性能良好等特点。其广泛应用于炼钢侧吹转炉风眼处、平炉炉顶和吹氧转炉上等部位。

4结论

目前虽然我国对废弃耐火材料的再生利用仍处于起步阶段，而且再生利用率还不是很高。将废弃耐火材料回收后，可以制备出品质优良的定形耐火材料和不定形耐火材料。一方面，利用废弃耐火材料进行再利用可以节约生产成本，给企业带来经济效益；另一方面，将废弃耐火材料再利用可以减少其对环境的污染，同时也释放了原先堆放这些废料的地理空间，保护了环境，也带来了社会效益。今后用后废弃耐火材料的再利用率将会迅速增大，随着我国科技实力的增强，对用后废弃耐火材料的分类、挑选、再利用等技术也会突飞猛进，最终有望实现用后耐火材料的零排放。废旧耐火材料的再生利用是条利国利民的发展道路，耐火材料行业将为节能减排、综合利用、实现资源循环应用、可持续发展做出更大的努力和贡献。