


隨著工業(yè)化的快速發(fā)展,耐火材料作為鋼鐵、水泥、玻璃等高溫工業(yè)的核心耗材,其廢棄量逐年攀升。據(jù)數(shù)據(jù)顯示,中國每年產(chǎn)生約800-900萬噸廢舊耐火材料,但利用率僅約30%左右。如何高效實(shí)現(xiàn)其資源化利用,已成為行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵課題。本文結(jié)合市場現(xiàn)狀與技術(shù)進(jìn)展,系統(tǒng)梳理廢舊耐火材料的再生與再利用途徑。
一
廢舊耐火材料的再生技術(shù)路徑
廢舊耐火材料經(jīng)拆解后,若結(jié)構(gòu)完整且未受嚴(yán)重侵蝕,可直接降級使用。例如,鋼鐵廠魚雷罐車拆卸的黏土磚永久層可直接回用于同類設(shè)備非關(guān)鍵部位;部分鎂碳磚經(jīng)揀選后,可重新砌筑至轉(zhuǎn)爐修補(bǔ)料中。此類方法成本低,但適用范圍有限,多用于低附加值場景。
2、破碎分選與初級再生
通過破碎、篩分、磁選等物理處理,將廢料加工成不同粒徑的顆;蚍勰,作為新產(chǎn)品的摻合料。采用初級使用法制備再生產(chǎn)品的一般工藝流程如下:廢耐火材料→分揀破碎→篩選→規(guī)格料→摻入新產(chǎn)品。例如:
冶金輔料:廢鎂碳磚破碎后替代輕燒白云石,用于LF精煉爐造渣劑,可提升脫硫效率。
不定形耐火材料:廢鋁鎂碳磚顆粒用于自流澆注料或修補(bǔ)料,可降低成本30%以上。比如將廢鎂碳磚粉碎成不同顆粒后添加到電弧爐出鋼口的EBT填充料里,自開率可達(dá)到95%,不低于原始填充料的自開率。將用后Al₂O₃-MgO·Al₂O₃澆注料回收后,可作為修補(bǔ)料噴補(bǔ)料使用。
濺渣護(hù)爐料:廢鎂碳磚顆粒替代鎂砂,在轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝中表現(xiàn)優(yōu)異。
3、化學(xué)與物理深度處理
針對高附加值廢料,需通過化學(xué)清洗、高溫?zé)崽幚砘蚪䴘n法去除雜質(zhì)并恢復(fù)性能。例如:
再生骨料提。翰捎没瘜W(xué)試劑分離澆注料殘襯中的剛玉、莫來石等高純骨料,替代原生原料,成本僅為正品的65%。
金屬提純:從含鉻廢磚中提取金屬鉻,實(shí)現(xiàn)資源高值化利用。
二
典型應(yīng)用場景與案例
再生鎂碳磚:寶鋼將廢鎂碳磚破碎后以90%比例摻入新料,生產(chǎn)的再生磚性能接近原生產(chǎn)品,應(yīng)用于電爐渣線部位。日本的很多鋼廠用后耐火材料利用率達(dá)到了50~100%,在日本的鋼鐵工業(yè)中,廢舊耐材主要用作造渣混合物及型砂的代用品,例如用85%的再生料和15%的新料生產(chǎn)出電爐熔池部位用不燒鎂磚,以90%再生料和10%新料生產(chǎn)出的電爐渣線用鎂碳磚,以及全部用再生料生產(chǎn)出的RH低燒鎂鉻磚等。黑崎公司利用廢舊剛玉石墨制品作原料開發(fā)的浸入式水口磚;鹿島鋼鐵公司開發(fā)的滑板磚二次利用工藝等等。
鋼包澆注料:濟(jì)鋼將廢滑板磚破碎后替代高鋁礬土,用于鐵溝搗打料,通鐵量提升15%。
冶金輔料:美國將廢白云石磚用于土壤改良劑和造渣劑,兼具環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性。
法國Valoref公司利用很多玻璃、鋼鐵、化工、垃圾焚燒等工業(yè)廢棄耐火材料技術(shù)與回收利用的拆爐法,使法國玻璃窯用耐火材料的回收利用率在1997年就達(dá)到了60%。
我國廢舊耐火材料的利用率不是很高,但近幾年也有較大的進(jìn)展,特別是在冶金工業(yè)當(dāng)中,廢舊耐火磚和不定形耐火材料,通常用于爐襯的熱修、鑄孔開鑄劑,或者是用作制造鎂碳磚的原料;廢舊的鋁碳磚可用作制造滑板磚、浸入式水口磚、保護(hù)套管等等。
2、建材與陶瓷領(lǐng)域的拓展
再生混凝土骨料:廢耐火磚顆粒用于路基或建筑保溫材料,減少天然資源消耗。
陶瓷窯具再生:北京通達(dá)公司將廢碳化硅匣缽破碎后作為澆注料骨料,性能達(dá)標(biāo)且成本降低20%。
3、環(huán)保與能源行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用
垃圾焚燒爐襯修復(fù):法國Valoref公司通過化學(xué)焊補(bǔ)技術(shù)修復(fù)廢滑板,延長使用壽命。
高溫隔熱材料:廢硅酸鋁纖維經(jīng)處理后,用于工業(yè)窯爐保溫層,導(dǎo)熱系數(shù)降低10%。
三
技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢
雜質(zhì)分離難度高:廢料;祀s金屬渣、滲透層等,需開發(fā)高效磁選與化學(xué)清洗工藝。
性能穩(wěn)定性不足:再生料摻入比例過高易導(dǎo)致產(chǎn)品性能波動,需優(yōu)化配方與工藝參數(shù)。
2、行業(yè)轉(zhuǎn)型驅(qū)動力
政策導(dǎo)向:中國《重污染天氣應(yīng)急減排指南》等政策倒逼企業(yè)提升回收率。
經(jīng)濟(jì)性需求:耐火原料價(jià)格上漲(如鎂砂成本年均增長8%),推動再生料替代原生料。
3、未來趨勢
智能化分選:引入AI視覺識別技術(shù),提升廢料分類效率。
高值化利用:開發(fā)納米級微粉(如廢剛玉粉用于陶瓷涂層),拓展至新能源領(lǐng)域。
四
結(jié)論
廢舊耐火材料的再生利用已從簡單的破碎摻合邁向精細(xì)化、高值化階段。通過物理分級、化學(xué)提純及跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新,可實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)與降本增效的雙重目標(biāo)。未來,隨著技術(shù)突破與政策支持,再生耐火材料有望在綠色工業(yè)體系中占據(jù)更核心地位,推動“雙碳”目標(biāo)落地。
