废弃耐火材料的再利用工艺

废弃耐火材料的再利用工艺一．前言耐火材料是钢铁冶金行业的重要辅助材料，在钢铁企业有着广泛的应用。我国目前年消耗耐火材料约1000万t，废旧耐火材料达到400万t，若能使废旧耐火材料循环利用，还可大幅度降低耐火材料的制备成本，并带动钢铁行业工业产品的成本下降与发展必将带来显著的经济与社会效益。目前，国内废弃耐火材料的再生利用还处于刚刚起步阶段，国外发达国家对废弃耐火材料的开发利用比我国早。我国耐火材料的再生利用率还不高，仅达到20％，冶金行业废旧耐火材料回收利用率约为40％。目前，多数企业的废旧耐材基本上采用掩埋处理，即使再利用，也基本上是简单的加工与掺人，没有与科学的再生技术结合起来，因此没有产生明显的经济效益和社会效益。但是，目前有关的试验研究显示：采用高比例的废旧耐火材料可以制成优质的耐火砖、浇注料、捣打料、修补料、溅渣护炉料、出钢口填料、引流砂和造渣剂等非常有价值的产品，而且产品性能可接近或达到原产品的水平，有些还可以超过原产品的水平。因此，在耐火原材料市场不断涨价，耐火制成品市场价格受用户成本需求而不断降低的今天，充分发挥废旧耐材作为耐火制成品的替代物，通过技术手段，进一步提升其利用价值，具有重要的意义。二．废弃耐火材料的加工处理耐火材料在使用过程中，因发生化学反应、渗透、扩散、溶解，会导致其变质或侵蚀，而且在拆除后堆放过程中，其表面会受到环境杂质的粘附。因此，再生利用前必须进行分类拣选、清洗、去除渗透层、破碎加工、筛分除铁等处理。(1)残砖的加工流程首先按照材质对残砖进行分类，然后去除粘附残砖表面的残铁、残渣等，对于镁碳砖、铝碳砖等含碳制品砖还需进行水化处理。然后进行鄂式粗破碎和双棍细破碎，再经过三辊磁选机进行磁选除铁处理，磁选后的颗粒送至振动筛中，进行筛分，得到不同颗粒规格的产品。(2)耐火浇注料残衬的加工流程与残砖加工流程相似，对残衬料进行破碎，取得不同规格颗粒料后配人浇注料中使用。也可以将破碎后的残衬料放入特殊容器中加水强力搅拌，获取浇注料残衬中的骨料，如刚玉、亚白刚玉、莫来石、尖晶石等，可替代正品原料用于浇注料中使用。三．废弃耐火材料的再生技术耐火浇注料残衬经处理可得到再生刚玉、莫来石、碳化硅及尖晶石骨料，用于部分代替成品原料使用。生产工艺与前面叙述的过程相似，而其中的搅拌介质则采用一种特殊的化学试剂。具体操作流程如下：首先对耐火浇注料残衬按各材质进行分类，然后去除粘附在残衬表面的残铁、残渣等；经颚式破碎后投入特制的分离设备中，加入液态化学混合试剂，在适当的温度下进行搅拌，使假颗粒中的基质部分在化学制剂、搅拌摩擦、一定温度的多重作用下与致密耐火骨料颗粒料分离；48h后95％的耐火骨料颗粒与基质料分离，得到与正品料指标基本相同的回收颗粒料。废弃耐火材料颗粒分离获得再生料，改变了废弃料只能配入使用的方法，扩大了废料的使用范围，使配入法造成的配方不稳定性、制品性能不易控制性等得到了根本的解决。再生料颗粒外形与正品料具有同样的棱角，其物理和化学指标与正品料基本相同。因此其加入制品不受配入量的限制，可以作为标准配方的颗粒使用，确保了制品的性能。废料直接破碎配入的最大缺点是混入对高温性能有害的杂质，再生颗粒的加入实现了无杂质的配比，可代替正品料颗粒，其成本只有正品料的65％左右。由于电熔耐火颗粒是高能耗制品，从含有刚玉、亚白刚玉、碳化硅、莫来石等材质的废弃耐火材料中分离获得颗粒料，使废料利用附加值得到显著的提高。一般废弃耐火材料处理的流程图一般废弃耐火材料处理的流程图Al4C3+12H20=4A1(OH)3+3CH该化学反应产生下列现象：甲烷的气味和再生产品膨胀裂纹甚至粉化，导致了再生制品性能严重下降。因此，若把用后镁碳砖作为有用的再生镁碳砖原料，就必须在热处理前除去镁碳砖内的Al4C3。为此，本试验在前道处理工艺中采取高温化学反应的方法，在特定的技术条件下，使Al4C3按反应式(1)进行化学反应，同时再生原料中的MgO也与水发生化学反应：MgO+H2O=Mg(OH)2。通过上述处理后的物料，方为合格的制备新MgO—首先将试验的废弃镁碳砖原料进行深加工处理，得到镁碳砖二次颗粒原料。再利用二次颗粒原料作为新镁碳砖的主要原料进行新MgO—C砖的制备。试验过程：首先将试验的废弃镁碳砖原料进行深加工处理，得到镁碳砖二次颗粒原料。再利用二次颗粒原料作为新镁碳砖的主要原料进行新MgO—C砖的制备。制备二次颗粒原料的试验工艺：用后废镁碳砖制品经过去除渣层、拣选、磁选、破粉碎等加工处理和分级筛选后得到二次颗粒原料。利用二次颗粒原料制备MgO．C砖的试验：六．首钢废弃耐火材料集中回收工艺根据首钢废弃耐火材料来源和特性，首钢开发了一种废弃耐火材料集中回收再利用工艺，如图所示。具体工艺流程为：废弃耐火材料经过集中收集，分选和切割，分为变质层和原生层两部分，其中变质层主要由亚铁侵蚀造成，在变质层表面含有一定量的磁性铁，经过破碎和磁选可以将含铁物质分离出来，分离的含铁颗粒可以作为烧结配料使用，不含铁颗粒可以进入炼钢造渣剂配料使用。原生层经过分选后，将镁碳、镁铝碳、铝碳等材料分开，经过分级破碎后，将不同粒级的颗粒作为耐火材料配料使用。一些高档次耐火材料，例如水口、滑板、塞棒等材料，可以经过修补后继续使用，也可以采用降级使用的方式回收利用。再利用工艺流程图该回收工艺有如下优点：①体现了循环经济概念，本工艺处理的是钢铁企业生产过程中产生的废弃耐火材料，产品基本上全部回收利用，实现了废弃物的零排放；②工艺处理能力灵活，根据钢铁企业钢铁产量、产品结构、耐火材料寿命变化，可以灵活调整工艺设备配置和处理能力；③经济效益高，本工艺利用的是废弃的耐火材料，经过加工处理后，生产的产品多为高附加值产品，在当前资源、能源紧张的市场条件下，具有很高的经济效益；④市场供销稳定，由于本工艺依托钢铁企业的废弃资源，每年钢铁企业在生产经营过程中产生的废弃耐火材料数量相对稳定，对于处理企业来说有稳定的资源来源，生产的产品主要回用钢铁企业，有稳定的用户，因此市场供销有保障。七．废弃耐火材料资源化展望目前废弃耐火材料的应用具有了一定的规模化。其中废铁沟料、废镁碳砖已全部得到了利用；废高铝砖利用率约62％；粘土砖利用率约20％'---25％；转炉、电炉砖经分选加工成喷补料、涂抹料。在配入法方面，已将废耐材应用于各种材质的耐火材料生产，部分品种废耐材已全部予以利用。在再生致密耐火骨料的应用方面也取得了很大的突破，尤其是采用化学试剂分离再生骨料，大大扩大了废耐材的使用范围。当前，废弃的耐火材料的综合利用方式主要是修复使用、降级使用及单纯的规格颗粒料配人式利