废弃耐火材料的危害及用后耐火材料利用途径
发布日期： 2020-12-23 10:07:26 阅读量（447） 作者：耐火材料的品种繁多，这也直接导致用后耐火材料来源广泛。钢铁、水泥、玻璃等高温产业及各类冶金和非冶金工业窑炉都毫不例外地要消耗大量的耐火材料，这势必会产生大量废弃耐火材料;另外，耐火材料生产企业在生产耐火材料制品的过程中也会产生大量废品和耐火材料废料。而用后耐火材料主要来源于炼铁厂和炼钢厂，包括高炉出铁沟料、中间包砖、鱼雷罐车料、转炉砖、电炉钢包砖、转炉钢包砖、精炼用耐火材料、连铸三大件等八大类。一直以来，用后耐火材料的处理方式主要为掩埋，只有极少部分经简单的分拣归类后送回耐火材料厂，再由耐火材料厂经过破碎、筛分等工序，根据使用要求加工制成不同粒度的颗粒料，所得颗粒料用作生产同材质制品时的掺入料。传统的用后耐火材料处理方式，只有分拣、破碎、筛分等简单工序，缺乏精细加工，用后耐火材料的再利用范围和使用量受到了极大的限制，从而导致用后耐火材料的的循环利用率很低，造成严重的资源浪费和环境污染。因此，加紧研究用后耐火材料的再生利用是有重要意义的。
1、废弃耐火材料的危害
目前，我国每年工业生产废弃的用后耐火材料已经高达约900万吨，如此巨大数量的废弃耐火材料只有极少数返回生产线再利用。由于耐火材料本身的性质导致其被废弃后极难处理，因而大部分废弃耐火材料的典型处理方式就是掩埋。但是，掩埋是一种极为粗放的处理方式，不但需要购买土地设置掩埋场，也造成了可用资源的浪费和严重的环境污染。具体来讲，废弃耐火材料的危害主要表现在以下几个方面：
(1)占用大量土地，造成环境的二次污染。逐年增加的废弃用后耐火材料，如果继续采取掩埋处理，需要的土地面积越来越大，而掩埋废弃用后耐火材料后，土地就基本失去了使用价值，而且，随着时间的推移，掩埋于底层中的废弃用后耐火材料会缓慢释放其中所含的一些化学元素，可能带来附近水源或地下水的污染，或者直接严重影响周边生态环境，导致生态环境遭到破坏。
(2)危害人类身体健康。有些废弃耐火材料中存在着有损人类健康的物质，例如有的废弃耐火材料中还有铬元素，在自然环境中逐渐被氧化生成强致癌物Cr6+，会导致人们得癌症的几率增大。
(3)造成资源浪费。处理废弃耐火材料需要耗费巨大的人力物力，而对废弃耐火材料的粗放处理也是一种对资源的浪费，许多有用成分都应想办法进行回收再利用，已达到资源的循环利用。
国际上对于用后耐火材料的危害已经有了充分的前瞻和重视。自1989年首次召开以来，联合国际耐火材料学术会议每隔一年召开一次，而每次会议都有一个主要议题与废弃耐火材料的回收再利用及进展有关。随着高温行业近年来的高速发展，废弃耐火材料带来的危害日趋严重，寻找更好的途径更有效地处理废弃耐火材料更加迫在眉睫。因此，在2005年召开的耐火材料行业可持续发展战略研讨会上，李楠教授指出：为使我国成为拥有领先技术耐火材料大国、强国，在接下来的耐火材料开发、研究和使用中必须逐步实现耐火材料的可持续发展，积极探索研究耐火材料的回收利用，最有效的利用资源，减少环境污染。可见，对废弃耐火材料进行再生利用是一项迫切需要解决的课题。
2、用后耐火材料利用途径与方法
用后耐火材料的再利用对于降低资源消耗、实现可持续发展有重要意义。各种处理方法，其目的就是要把它作为原料制成产品，进行再利用。
(1)直接使用法
直接使用法是指用后耐火材料不经进一步加工而直接重新使用的方法。对于有些耐火材料制成的部件，因为有些部分达到了使用寿命而被淘汰，但其中有些部件可能并未在使用中承受太大的损坏，则这部分部件可以继续用到下一代部件中，或用到非主要部分或其它要求更低的地方。
(2)初级使用法和降级使用法
初级使用法是指对用后耐火材料进行简单的拣选和粉碎加工后，将其制成不同的颗粒料，然后在质量较高的产品生产过程中添加少量的这种颗粒料。降级使用法则是将这种颗粒以较高比例添加到附加值更低的产品中。这种方法会拉低所得产品的质量，产生的附加值也很低，产生的企业效益和社会效益较低，但是它可以较大程度的消耗用后耐火材料，减轻用后耐火材料带来的环境压力。
(3)中级使用法
中级使用法是指先将用后耐火材料经过分类拣选和破粉碎，加工成不同颗粒料，所得复合颗粒再进行进一步的破碎、物理化学加工和处理，最终使用后耐火材料接近原始原料水平。以用后耐火材料经中级处理后所得产品为原料制成的成品，质量得到进一步提高，甚至有些产品的性能和使用效果可以媲美原始产品，因此附加值较高，能带来更大的综合效益。
(4)高级使用法
高级使用法是指利用新材料合成原理，对用后耐火材料进行拣选和破粉碎加工后，再加入一些材料，利用化学和高温物力原理合成新材料。
用后耐火材料主要是氧化物和非氧化物复合材料。提纯用后耐火材料可以获得Al2O3、Cr2O3、MgO、SiO2、CaO、ZrO2等氧化物和C、SiC等非氧化物，把它们分离提纯，作为化学试剂或合成原料，会获得极高的附加值。如果把用后耐火材料经过拣选粉碎、除铁、提纯等处理后加工成微粉甚至纳米粉，可以获得更广泛的用途，这样应该能产生更高的附加值。
目前用后耐火材料远远没有得到充分再利用，主要还处于低附加值的直接利用和初级利用阶段，中级利用还处在发展成长阶段，而高级利用应该还处于探索萌芽阶段。
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