废旧耐火材料的资源化利用进展-耐火材料行业知识-耐火砖高铝砖刚玉砖浇注料河南耐火材料厂-宏泰耐材

1 引言

我国的钢铁、水泥、玻璃和各类工业窑炉等很多生产企业对耐火材料的量都很大，产生的大量废旧耐火材料占用大量土地，污染生态环境，危害人类健康，造成资源的极大浪费，亟待处理。目前这些废旧耐火材料的再处理应用还是采用比较粗放的方式，比如当做垃圾进行掩埋、降级利用等。一方面低级的处理方式会占用大量土地造成资源的极大浪费，另一方面也造成了严重的环境污染。特别在全球都关注生态环境，关注大气污染的情况下，这个问题显得更加严峻。目前耐火原料资源日渐枯竭，必须要考虑资源的可持续发展，减少废旧耐火材料对环境产生的污染，废旧耐火材料作为二次资源加以回收利用、使废旧耐火材料达到零排放应该是目前乃至将来要研究的重要课题。

2 废旧耐火材料的利用现状

2.1 国外利用现状

国外发达国家对废旧耐火材料的再生利用发展速度较快，技术比较成熟，利用率较高，主要体现在国外的一些企业和科研机构对废旧耐火材料的再利用进行了深入探索，并为此建立了专门回收和再加工废旧耐火材料的企业，他们目光长远，注重长期效益，力争把对生态环境的影响降到最低。

　　目前废旧耐火材料一般价格较低，以废旧耐火材料作原料也是耐火材料生产厂家降低成本的措施。美国密苏里大学的Rivas以用后的MgO-C砖料为骨料制备MgO基浇注料，研究了浇注料于空气气氛中600℃和1000℃保温20～120min和还原气氛下200～1000℃保温1h的氧化行为，并将浇注料的氧化行为与未用的MgO-C砖作了对比。结果表明:在1000℃时，浇注料和未用镁碳砖的失重差别不大，说明用后砖作骨料在浇注料中应用将有较好的发展前景。

　　Magnesita公司的Daniele Fonseca de Lima等［研究了转炉用含较多金属Al的MgO-C废料在MgO-C砖中的二次利用，由于Al在使用过程中反应生成的碳化铝、氮化铝在二次使用时容易水化，进而影响镁碳砖的性能和质量稳定性，他们将用后镁碳砖在900℃下保温3h氧化气氛下预烧，预烧后的废料性能稳定，对二次制备的镁碳砖性能基本没有影响。本工作为废旧耐火材料二次应用时有害成分的去除提供了新思路。

2.2 国内利用现状

中国是世界耐火材料生产大国，约占世界份额的65%左右，中国的耐材产量的再生利用对世界耐材业的发展影响巨大。近年来，耐材业发展突飞猛进，制品产量稳步增长，但其过程中一系列的矛盾也日益凸显，该产业发展的根本性问题诸如原材料资源配置不均衡，使用效率低下，产能过剩，市场竞争混乱，企业成本受价格波动制约明显等。以上因素制约了我国耐火材料产业的可持续发展。因此，我国必须走耐火材料综合化利用道路，加快耐火材料的资源化利用迫在眉睫。

　　国内多数相关企业还没有充分重视这一课题，资源化再生比例偏低。宝钢是我国最大的钢铁企业，拥有较高世界知名度。其较早开始耐材的再利用研究。

宝钢废旧耐火材料以100Wt/年的速度产生，其中大部分进行了再回收。他们将硅质耐材用作生产玻璃的原材料;旧滑板重新用作冲击板用在中间包的防护;耐火炉砖被用来作为新炉子里的永久炉衬砖。宝钢公司还利用这些回收材料开发了再生ASC耐材、再生Mg-Cr砖、再生Mg-C浇注料、再生Mg-C砖。经过相关检测部门认证，这些再利用产品性能不低于原始产品的性能。尤其是，田守信开发的一种再生Mg-C砖，废旧耐火材料使用率超过80%，检测结果符合其相关的A级行业标准。

　　目前国内外对废旧耐火材料的回收利用的研究报道较多，主要集中在用后耐火材料重新利用时对性能的影响以及在某些领域应用的可行性。有关用后耐火材料中有害成分去除的研究报道较少，多次使用后杂质富集的规律、杂质的去除以及多次应用对材料性能的影响规律方面的研究还未见报道，这将是用后耐火材料作为二次资源重新利用时的一个重要研究课题。

3 我国废旧耐火材料的再生利用与资源化发展

3.1 初级利用

废旧耐火材料的初级利用对象是那些经过加工后基本没有变化或者略有变化但不影响其后续使用的耐材。这类耐材稍加修整就可重新砌筑在不同的内衬或者进行次级利用，这样既可避免资源浪费又可节约成本，一举两得，目前是我国废旧耐火材料被重新利用的主要途径。

3.2 二级利用

废旧耐火材料的二级利用已经超越了初级利用的简单加工和粗放式的替代，也不再是必须以降低其使用档次才能发挥其应用水平。而是要仔细研究废旧耐火材料二次利用的方法、程序和处理工艺，通过分类、筛选、粗加工等物理方法以及通过不同的化学作用加入不同比例的溶剂使其废旧耐火材料得到再生利用。

3.3 分类、再生、高效利用

目前国内外对废旧耐火材料的的分类、再生、高效利用的理论研究已经成熟，但其实际应用的比例还较低，具体的实施工艺还很不完善。不具备大规模大批量的有序生产。

通过将废旧耐火材料和传统建材结合，可以提供兼具有机保温材料的导热系数低和无机保温材料的强度高、阻燃之优点的复合保温材料。利用废旧轻质耐火材料，主要是指用于隔热保温的炉衬或炉壁废旧构件，其体密度在0.9g/cm3以下，复合酚醛树脂，制备的复合保温板的制备工艺。

3.4 废旧耐火材料的资源化发展

（1）集中处理

废旧耐火材料不易被利用的原因有很多，比如种类繁多，成分复杂，来源渠道不一等，对其再利用必须考虑其成本。为了能够降低成本，应考虑成立一家专门从事废弃耐火材料回收利用的公司，或企业成立专门的研发部门，对废旧耐火材料进行统一的回收及再处理。

　　（2）关键是分类、筛选、分别处理

不同种类的耐火材料会产生种类丰富的废旧耐火材料，这样会给废旧耐火材料的处理带来很大的困难，种类繁杂，无从下手，只有先对其进行简单的分类、筛选、然后分别处理才能保证各种不同的耐火材料能够得到最大化的再生利用。

4 结语

国内外通过相关的试验已经得出不同比例不同成分的废旧耐火材料经过不同的物理及化学处理工艺其性能和原产品相差无几，甚至完全可以替代原有的产品。废旧耐火材料每年产量惊人，价格低廉，如果加以正确有效的利用，不仅可以优化生态环境、减少大气污染、低碳环保，又可以为全球有限的资源开发提供无限的发展推动力。其经济效益和社会效益都能得到很大的提升。目前，国内的废弃耐火材料再利用率还不高，其利用方式还是简单的、粗放的，没有与先进的技术结合起来。因此，耐火材料行业工作者必须以提高废旧耐火材料的再生利用率为目标，以技术创新为动力，强化节约资源和保护环境意识，以强大的技术为支撑提高再生料的再利用率，不断开发高性能和使用效果的再生产品。