1 引言
? ? 我國的鋼鐵、水泥、玻璃和各類工業(yè)窯爐等很多生產(chǎn)企業(yè)對耐火材料的量都很大，產(chǎn)生的大量廢舊耐火材料占用大量土地，污染生態(tài)環(huán)境，危害人類健康，造成資源的極大浪費，亟待處理。目前這些廢舊耐火材料的再處理應(yīng)用還是采用比較粗放的方式，比如當(dāng)做垃圾進(jìn)行掩埋、降級利用等。一方面低級的處理方式會占用大量土地造成資源的極大浪費，另一方面也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。特別在全球都關(guān)注生態(tài)環(huán)境，關(guān)注大氣污染的情況下，這個問題顯得更加嚴(yán)峻。目前耐火原料資源日漸枯竭，必須要考慮資源的可持續(xù)發(fā)展，減少廢舊耐火材料對環(huán)境產(chǎn)生的污染，廢舊耐火材料作為二次資源加以回收利用、使廢舊耐火材料達(dá)到零排放應(yīng)該是目前乃至將來要研究的重要課題。
2 廢舊耐火材料的利用現(xiàn)狀
2.1 國外利用現(xiàn)狀
? ? 國外發(fā)達(dá)國家對廢舊耐火材料的再生利用發(fā)展速度較快，技術(shù)比較成熟，利用率較高，主要體現(xiàn)在國外的一些企業(yè)和科研機構(gòu)對廢舊耐火材料的再利用進(jìn)行了深入探索，并為此建立了專門回收和再加工廢舊耐火材料的企業(yè)，他們目光長遠(yuǎn)，注重長期效益，力爭把對生態(tài)環(huán)境的影響降到最低。
目前廢舊耐火材料一般價格較低，以廢舊耐火材料作原料也是耐火材料生產(chǎn)廠家降低成本的措施。美國密蘇里大學(xué)的Rivas以用后的MgO-C磚料為骨料制備MgO基澆注料，研究了澆注料于空氣氣氛中600℃和1000℃保溫20～120min和還原氣氛下200～1000℃保溫1h的氧化行為，并將澆注料的氧化行為與未用的MgO-C磚作了對比。結(jié)果表明:在1000℃時，澆注料和未用鎂碳磚的失重差別不大，說明用后磚作骨料在澆注料中應(yīng)用將有較好的發(fā)展前景。
Magnesita公司的Daniele Fonseca de Lima等［研究了轉(zhuǎn)爐用含較多金屬Al的MgO-C廢料在MgO-C磚中的二次利用，由于Al在使用過程中反應(yīng)生成的碳化鋁、氮化鋁在二次使用時容易水化，進(jìn)而影響鎂碳磚的性能和質(zhì)量穩(wěn)定性，他們將用后鎂碳磚在900℃下保溫3h氧化氣氛下預(yù)燒，預(yù)燒后的廢料性能穩(wěn)定，對二次制備的鎂碳磚性能基本沒有影響。本工作為廢舊耐火材料二次應(yīng)用時有害成分的去除提供了新思路。
2.2 國內(nèi)利用現(xiàn)狀
? ? 中國是世界耐火材料生產(chǎn)大國，約占世界份額的65%左右，中國的耐材產(chǎn)量的再生利用對世界耐材業(yè)的發(fā)展影響巨大。近年來，耐材業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，制品產(chǎn)量穩(wěn)步增長，但其過程中一系列的矛盾也日益凸顯，該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本性問題諸如原材料資源配置不均衡，使用效率低下，產(chǎn)能過剩，市場競爭混亂，企業(yè)成本受價格波動制約明顯等。以上因素制約了我國耐火材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，我國必須走耐火材料綜合化利用道路，加快耐火材料的資源化利用迫在眉睫。
國內(nèi)多數(shù)相關(guān)企業(yè)還沒有充分重視這一課題，資源化再生比例偏低。寶鋼是我國最大的鋼鐵企業(yè)，擁有較高世界知名度。其較早開始耐材的再利用研究。
? ? 寶鋼廢舊耐火材料以100Wt/年的速度產(chǎn)生，其中大部分進(jìn)行了再回收。他們將硅質(zhì)耐材用作生產(chǎn)玻璃的原材料;舊滑板重新用作沖擊板用在中間包的防護(hù);耐火爐磚被用來作為新爐子里的永久爐襯磚。寶鋼公司還利用這些回收材料開發(fā)了再生ASC耐材、再生Mg-Cr磚、再生Mg-C澆注料、再生Mg-C磚。經(jīng)過相關(guān)檢測部門認(rèn)證，這些再利用產(chǎn)品性能不低于原始產(chǎn)品的性能。尤其是，田守信開發(fā)的一種再生Mg-C磚，廢舊耐火材料使用率超過80%，檢測結(jié)果符合其相關(guān)的A級行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前國內(nèi)外對廢舊耐火材料的回收利用的研究報道較多，主要集中在用后耐火材料重新利用時對性能的影響以及在某些領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。有關(guān)用后耐火材料中有害成分去除的研究報道較少，多次使用后雜質(zhì)富集的規(guī)律、雜質(zhì)的去除以及多次應(yīng)用對材料性能的影響規(guī)律方面的研究還未見報道，這將是用后耐火材料作為二次資源重新利用時的一個重要研究課題。
3 我國廢舊耐火材料的再生利用與資源化發(fā)展
3.1 初級利用
? ? 廢舊耐火材料的初級利用對象是那些經(jīng)過加工后基本沒有變化或者略有變化但不影響其后續(xù)使用的耐材。這類耐材稍加修整就可重新砌筑在不同的內(nèi)襯或者進(jìn)行次級利用，這樣既可避免資源浪費又可節(jié)約成本，一舉兩得，目前是我國廢舊耐火材料被重新利用的主要途徑。
3.2 二級利用
? ? 廢舊耐火材料的二級利用已經(jīng)超越了初級利用的簡單加工和粗放式的替代，也不再是必須以降低其使用檔次才能發(fā)揮其應(yīng)用水平。而是要仔細(xì)研究廢舊耐火材料二次利用的方法、程序和處理工藝，通過分類、篩選、粗加工等物理方法以及通過不同的化學(xué)作用加入不同比例的溶劑使其廢舊耐火材料得到再生利用。
3.3 分類、再生、高效利用
? ? 目前國內(nèi)外對廢舊耐火材料的的分類、再生、高效利用的理論研究已經(jīng)成熟，但其實際應(yīng)用的比例還較低，具體的實施工藝還很不完善。不具備大規(guī)模大批量的有序生產(chǎn)。
? ? 通過將廢舊耐火材料和傳統(tǒng)建材結(jié)合，可以提供兼具有機保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)低和無機保溫材料的強度高、阻燃之優(yōu)點的復(fù)合保溫材料。利用廢舊輕質(zhì)耐火材料，主要是指用于隔熱保溫的爐襯或爐壁廢舊構(gòu)件，其體密度在0.9g/cm3以下，復(fù)合酚醛樹脂，制備的復(fù)合保溫板的制備工藝。
3.4 廢舊耐火材料的資源化發(fā)展
? ? （1）集中處理
? ? 廢舊耐火材料不易被利用的原因有很多，比如種類繁多，成分復(fù)雜，來源渠道不一等，對其再利用必須考慮其成本。為了能夠降低成本，應(yīng)考慮成立一家專門從事廢棄耐火材料回收利用的公司，或企業(yè)成立專門的研發(fā)部門，對廢舊耐火材料進(jìn)行統(tǒng)一的回收及再處理。
?。?）關(guān)鍵是分類、篩選、分別處理
? ? 不同種類的耐火材料會產(chǎn)生種類豐富的廢舊耐火材料，這樣會給廢舊耐火材料的處理帶來很大的困難，種類繁雜，無從下手，只有先對其進(jìn)行簡單的分類、篩選、然后分別處理才能保證各種不同的耐火材料能夠得到最大化的再生利用。
4 結(jié)語
? ? 國內(nèi)外通過相關(guān)的試驗已經(jīng)得出不同比例不同成分的廢舊耐火材料經(jīng)過不同的物理及化學(xué)處理工藝其性能和原產(chǎn)品相差無幾，甚至完全可以替代原有的產(chǎn)品。廢舊耐火材料每年產(chǎn)量驚人，價格低廉，如果加以正確有效的利用，不僅可以優(yōu)化生態(tài)環(huán)境、減少大氣污染、低碳環(huán)保，又可以為全球有限的資源開發(fā)提供無限的發(fā)展推動力。其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益都能得到很大的提升。目前，國內(nèi)的廢棄耐火材料再利用率還不高，其利用方式還是簡單的、粗放的，沒有與先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合起來。因此，耐火材料行業(yè)工作者必須以提高廢舊耐火材料的再生利用率為目標(biāo)，以技術(shù)創(chuàng)新為動力，強化節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境意識，以強大的技術(shù)為支撐提高再生料的再利用率，不斷開發(fā)高性能和使用效果的再生產(chǎn)品。
