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浅谈如何改善我国耐火材料的综合利用率

来源:微硅粉厂家-微硅粉价格     点击数:49    日期:2018-04-04

  我国目前耐火材料的年总消耗量超过900万吨,废旧耐火材料达到400万吨,废旧耐火材料占耐火材料总消耗量的45%.然而这些废旧耐火材料的处理方式大多却是被当成工业垃圾填埋,仅有少量被粗糙利用,这不仅浪费了资源,也污染了环境。如果将这些废旧耐火材料进行处理,能够生产优质的定型、不定形耐火材料,不仅节约了国家的矿物资源和能源,还减少了环境污染。在废旧耐火材料的再利用方面国外起步较早,欧洲、日本和我国台湾省等有关企业,耐火材料的再利用率达到80%以上,并正在向耐火材料零排放方向发展。而我国,耐火材料的再利用工作起步晚,利用率仍然很低。

  1.耐火资源的综合利用从耐火材料的资源来看,我国耐火原料矿藏储量非常丰富,尤其是铝矾土原料、镁质原料和石墨方面,具有得天独厚的优势。但近20年变化很大,铝矾土矿储量达1.2亿吨的山西阳泉经过近百年的开采,品位较好的铝矾土矿藏濒临枯竭。当年闻名于世的山东省焦宝石,由于开采量大及年代久远,已有如博山铝土矿、洪山铝土矿,相继于上世纪90年代闭坑转产和破产重组。还有如镁质耐火原料矿藏经过长期的开采,主矿和精矿区域均逐步减少,有的现已从露天开采转入地下开采。另外,每年因不规范开采所浪费的小矿、边角矿在大量增加,使资源严重浪费。面对矿藏资源逐年减少,资源严重浪费的现象,节约资源、综合利用资源已是当务之急。耐火资源的综合利用,是社会发展的需要,是一种必然。必须引导原料矿山组织科学开采,对资源进行优化综合利用,特别是不同品位矿藏的均化处理,杜绝滥采乱挖,逐步促进资源的更合理利用,使有限的资源发挥最大限度的作用,实现可持续发展。同时,耐火材料行业的技术人员也要进一步提高思想认识,重视对一些低品位、边角矿的使用力度。

2.废旧耐火材料的再生利用大量废旧耐火材料的填埋不仅占用了土地,经风化和雨淋的废弃耐火材料,易造成土壤土质的破坏,而且有些废旧耐火材料可以致癌(如含铬耐火材料)、具有放射性(如含锆耐火材料)。随着我国对循环经济、可持续发展战略的推进,对使用后废旧耐火材料的研发再利用力度也需逐渐增大,并向高技术、高技术附加值方向发展。

(1)冶金工业用废弃耐火材料的再利用。众所周知,冶金行业用耐火材料的总消耗量占到各行业耐火材料总消耗量的70%,处理好冶金行业用废旧耐火材料,是做好废旧耐火材料再利用的重中之重。宝钢每年约有6万~7万吨废旧耐火材料,约占耐火材料年总消耗量的50%,这些废旧耐火材料主要来源于钢包砖、转炉砖、连铸三大件、鱼雷罐车料、高炉出铁口料及精炼炉用耐火材料等。废旧耐火材料再利用的工艺流程如下:废弃耐火材料→分类堆放→分拣→除去渣层→破碎、粉碎→筛选→规格→按比例掺入到新产品中→配料、混炼→困料成型→热处理→制品。据有关资料显示:宝钢在废旧镁碳砖的回收利用方面做了大量工作,并取得了很好的成效。要用再生原料生产出优质的镁碳砖,必须保证再生原料的均匀性和稳定性。因此,必须解决不同级别废旧镁碳砖的混杂问题,要求拆炉时将用后镁碳砖小心分类,把不同级别的镁碳砖分拣开、分类堆放。另外,若把用后镁碳砖作为有用的再生镁碳砖原料,就必须除去镁碳砖内的碳化铝(Al4C3),因为镁碳砖在高温环境下使用,金属铝粉会与碳发生氧化还原反应,生成碳化铝,而碳化铝极易发生水化反应,导致再生制品性能下降。用处理后的再生原料做主要原料制备的镁碳砖制品(80%再生颗粒料,20%的新原料),其外观良好无裂纹,切砖检查内部密实无裂纹、无颗粒分布不均现象,指标完全超过同类产品的国家行业标准。再生镁碳砖在宝钢300吨钢包上渣线部位批量试用,使用寿命和用后残厚,与非再生镁碳砖无差别,其使用性能达到正常使用的镁碳砖水平,能够满足多种精炼工况条件的要求。山西新临钢钢铁公司选择铝镁尖晶石质废钢包浇注料在炮泥中再利用,使用效果不错。从钢包拆包现场拣选出粒度大于20毫米的废弃铝镁尖晶石质钢包浇注料,除去表面黏附的废钢和残渣等杂质,再经人工破碎、颚破、锤破及球磨机破碎成粒度为1~5毫米的再生颗粒料和小于0.088毫米的再生细粉。将这些再生料用在中小型高炉炮泥中,完全可以满足高炉出铁口的要求。再生料的掺入比例在无水炮泥中达到40%~60%,在有水炮泥中达到30%~40%.济南钢铁总公司将炼钢厂废弃的滑板、座砖、水口、塞棒等铝碳质耐火材料回收用于高炉铁沟捣打料部分替代高铝钒土,在实际应用中取得较为理想的效果,提高了铁沟料的使用性能,增加了通铁量,降低了铁沟料的成本。废弃的炼钢厂含碳耐火材料在再生铁沟捣打料中的掺入比例达到40%以上。对于一些功能性耐火材料可以经过简单加工后直接再利用(如滑板修复技术)。即使那些分拣出的无法用作再生材料的废旧耐火材料,也可被加工用作溅渣护路料、造渣剂等冶金辅料及建筑材料、水泥原料和回填用料等。

(2)其他工业用废弃耐火材料的再利用。陶瓷工业中大量废弃的匣钵和硼板经拣选、破碎后,可以按一定比例的再生原料用于生产瓷砖、西式琉璃瓦、墙地砖和渗水砖。以50%~70%的莫来石-刚玉质辊道窑陶瓷辊棒废料为原料,再添加高岭石、滑石、碳酸钙和碳酸钡等粉料,可生产铝含量为50%~60%的高档耐磨研磨介质。

  在玻璃工业中,停窑检修拆下的废硅砖,有30%~35%可重新利用,制作成工作池和蓄热室屋顶用硅质砖和轻质隔热硅砖。宝钢根据硅质耐火材料在玻璃工业使用过程中完全转化为方石英,提出可将废弃硅质耐火材料用于玻璃生产的原材料。

  在水泥工业中,根据水泥工业的自身特点,采用相应的技术对耐火材料废弃物进行处理替代水泥生产原料,降低生产成本,实现“变废为宝”。国内有人曾对水泥回转窑废弃的镁铬砖再利用做了大量研究工作,将镁铬砖中的Cr6+还原成Cr3+,可降低危害,再经拣选加工成再生料,用于生产回转窑低温带部位使用的镁铬砖。经使用证明:这种砖具有优良的抗碱性和低热导率等特性,使用效果很好。

  3.据国内外多项试验研究表明,以高比例的废旧耐火材料制成的各种再生耐火材料,其性能完全可以接近、达到,甚至超过原耐火产品水平。废旧耐火材料是廉价的再生资源,用好了这些再生资源,可以为企业带来一定的经济效益和良好的社会效益。  

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