用后耐火材料的利用價值再生產(chǎn)品的性能可以接近或達到新產(chǎn)品的水平,有些甚至能達到優(yōu)質耐火材料的水平。
目前,我國每年消耗耐火材料約800萬噸,用后廢棄的耐火材料在300萬噸以上。這些用后耐火材料若經(jīng)過揀選、分類和特殊的工藝處理,能夠獲得價值很高的耐火原料。用這些加工處理后的再生料,不但可以生產(chǎn)優(yōu)質的不定形耐火材料,而且還能再生出優(yōu)質的定形產(chǎn)品,有些可以作為冶金輔料,如濺渣護爐料、造渣劑等,同時也可以在建筑、水泥和農(nóng)業(yè)方面得到應用。這不僅節(jié)約了國家的礦物資源和能源,而且也減少了環(huán)境污染,大大降低耐火材料的成本。因此,對用后耐火材進行再利用研究是非常有意義的。
1、國外回收利用狀況和發(fā)展趨勢
國外的許多國家,尤其是發(fā)達國家,對廢棄耐火材料的再利用非常重視,并且發(fā)展也很快,因此耐火材料的再利用率一般都比較高,如有的鋼廠已達到了80%以上。有的公司與大學以及研究機構合作對廢棄耐火材料的再利用進行了深入研究。
球廢棄耐火材料生意,發(fā)明了許多回收利用來自玻璃、鋼鐵、化工、垃圾焚燒等工業(yè)的大多數(shù)廢棄耐火材料的技術也開發(fā)了一種最佳回收利用拆爐法。法國玻璃窯用耐火材料的回收利用率,1993年為公司開發(fā)出一種回收利用鋼鐵工業(yè)各種爐子、中間包、鑄錠模和鋼包內(nèi)襯用耐火材料的方法,是將所回收的耐火材料直接噴吹入爐以保護爐壁。
美國的鋼廠每年產(chǎn)生100萬噸廢棄耐火材料,以前幾乎全被掩埋,僅有少量被回收。
2、國能源部、工業(yè)技術部和鋼鐵生產(chǎn)者聯(lián)合制定了3年計劃,來延長耐火材料的使用壽命和回收利用廢棄耐火材料。政府的支持,生產(chǎn)企業(yè)、用戶和研究機構之間的合作,加強了對用后耐火材料再利用的研究?;厥漳突鸩牧系膽梅秶敲摿騽?、爐渣改質劑(造渣劑)、濺渣護爐添加劑、鋁酸鈣水泥的原料、耐火混凝土骨料、鋪路料、陶瓷原料、玻璃工業(yè)用原料、屋頂建筑用粒狀材料、磨料和土壤改質劑,或制造成原材質耐火產(chǎn)品。美國對用后白云石磚作為土壤調節(jié)劑和造渣劑進行了研究,取得了良好的結果。如今,美國的廢棄耐火材料量已經(jīng)減少了很多。
3、國內(nèi)耐火材料的再利用狀況和發(fā)展趨勢近幾年,隨著環(huán)保政策的貫徹實施,耐火材料市場競爭的加劇,用后耐火材料的再利用逐步受到重視。有些企業(yè)已在不同程度上利用用后耐火材料。據(jù)了肖解有的鋼廠把用后鎂碳磚再貼補到轉爐和電爐襯上,以降低耐火材料的消耗;有的用用后鎂碳磚加工成顆粒作為電爐填充料;特別是有的耐火廠生產(chǎn)鎂碳磚和鋁碳磚時,加少量用后的鎂碳磚和連鑄鋁碳材料以降低成本。這種粗糙的利用,不但降低了產(chǎn)品的性能和使用效果,沒有發(fā)揮那部分用后耐火材料應有的作用,并且仍有更大部分的用后耐火材料被廢棄。但是,玻璃窯用AZS磚多數(shù)被耐火廠回收,有的做成各種散裝耐火材料,有的作為滑板的原料,經(jīng)濟效益和社會效益都比較顯著??傊瑖鴥?nèi)對用后耐火材料的再利用率是很低的,即使利用的部分,也是以降低產(chǎn)品質量為代價的。因此,社會效益是很低的。
4、寶鋼耐火材料的再利用情況3.1現(xiàn)狀寶鋼股份公司每年產(chǎn)生約6萬噸用后耐火材料,這些廢舊耐火材料的走向有3個方面:廢棄、有些粘土磚、高鋁磚和鋁鎂碳磚等被作為垃圾廢棄。
由開發(fā)總公司廢品回收站和耐火材料生產(chǎn)廠回收。它們回收后經(jīng)手工從廢料堆中挑出可以利用的廢耐火材料,敲除表面粘附的殘鋼、殘鐵、殘渣和滲透變質層,按照材質分類堆放。然后,將它們加工成一定粒度的顆粒料或粉料,有的以很低的價格賣出,有的以很小的比例摻入耐火產(chǎn)品里。因為沒有精加工,而是以原始態(tài)加入,因此造成產(chǎn)品的性能下降。如有的鎂碳磚生產(chǎn)廠在生產(chǎn)鎂碳磚時,加入5%~20%的廢舊鎂碳磚料,即使這樣,也會顯著降低鎂碳磚的性能。
鋼廠自己直接回收再利用。如用后滑板作為中間包沖擊板使用,有些爐襯磚在拆除后,用作新爐子的永久襯磚使用。但是,寶鋼的用后耐火材料再利用率是很低的。
5、科研情況寶鋼的科研人員對用后鎂碳磚進行了初步試驗研究。結果顯示出,利用80%以上的用后鎂碳磚料生產(chǎn)出的再生鎂碳磚,其性能接近于鎂碳磚黑色冶金行業(yè)標準的A級水平,顯著優(yōu)于日本再生鎂碳磚的水平。
以用后鎂碳磚為原料研制出的電爐出鋼口填料,自開率達95%以上,與鎂橄欖石質填料相當;以用后含碳耐火材料為原料,對精煉爐用引流砂、轉爐大面熱修補料以及濺渣料進行過研究,也都取得了良好的使用效果;
具有很好的發(fā)展前景。
寶鋼早就對用后鎂鉻磚進行過研究,它被以一定的比例加入到RH爐用噴補料里,顯示出了良好的使用效果。最近對再生鎂鉻磚進行了前期研究,用超過70%的廢磚量研制出了w(MgO)=60%,沙(23)=18%的再生鎂鉻磚,其180°24處理后的體積密度、顯氣孔率、耐壓強度分別為3.12g-cm―3、13%、64MPa;1750埋炭處理后的體積密度、顯氣孔率、耐壓強度分別為3. 14g°cm―3、17.7%、48MPa由此可見,再生鎂鉻磚具有較好的性能,估計在水泥窯和RH爐的非關鍵部位有應用前景。
6、結語目前,我國耐火材料的再生利用率還不高,即使再利用,也基本上是簡單的摻入,沒有與先進的再生技術結合起來,因此沒有產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
試驗研究結果表明:以高比例的用后耐火材料可以制成優(yōu)質的耐火磚、澆注料、搗打料、修補料、濺渣護爐料、出鋼口填料、引流砂和造渣劑等非常有價值的產(chǎn)品,并且,這些產(chǎn)品的性能能夠接近或達到原產(chǎn)品的水平,有些還可以超過原產(chǎn)品的水平。
世界各國充分認識到了用后耐火材料是廉價的再生資源,能顯著提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益,而且用后耐火材料的再生利用也是對環(huán)保的貢獻。因此,在不久的將來,以用后耐火材料為原料生產(chǎn)的高附加值的優(yōu)質再生產(chǎn)品會迅速發(fā)展,用后耐火材料的再利用率會迅速提高,并有向零排放發(fā)展的趨勢。