廢棄耐火材料的再利用工藝

廢棄耐火材料的再利用工藝一．前言耐火材料是鋼鐵冶金行業(yè)的重要輔助材料，在鋼鐵企業(yè)有著廣泛的應用。我國目前年消耗耐火材料約1000萬t，廢舊耐火材料達到400萬t，若能使廢舊耐火材料循環(huán)利用，還可大幅度降低耐火材料的制備成本，并帶動鋼鐵行業(yè)工業(yè)產品的成本下降與發(fā)展必將帶來顯著的經濟與社會效益。目前，國內廢棄耐火材料的再生利用還處于剛剛起步階段，國外發(fā)達國家對廢棄耐火材料的開發(fā)利用比我國早。我國耐火材料的再生利用率還不高，僅達到20％，冶金行業(yè)廢舊耐火材料回收利用率約為40％。目前，多數(shù)企業(yè)的廢舊耐材基本上采用掩埋處理，即使再利用，也基本上是簡單的加工與摻人，沒有與科學的再生技術結合起來，因此沒有產生明顯的經濟效益和社會效益。但是，目前有關的試驗研究顯示：采用高比例的廢舊耐火材料可以制成優(yōu)質的耐火磚、澆注料、搗打料、修補料、濺渣護爐料、出鋼口填料、引流砂和造渣劑等非常有價值的產品，而且產品性能可接近或達到原產品的水平，有些還可以超過原產品的水平。因此，在耐火原材料市場不斷漲價，耐火制成品市場價格受用戶成本需求而不斷降低的今天，充分發(fā)揮廢舊耐材作為耐火制成品的替代物，通過技術手段，進一步提升其利用價值，具有重要的意義。二．廢棄耐火材料的加工處理耐火材料在使用過程中，因發(fā)生化學反應、滲透、擴散、溶解，會導致其變質或侵蝕，而且在拆除后堆放過程中，其表面會受到環(huán)境雜質的粘附。因此，再生利用前必須進行分類揀選、清洗、去除滲透層、破碎加工、篩分除鐵等處理。(1)殘磚的加工流程首先按照材質對殘磚進行分類，然后去除粘附殘磚表面的殘鐵、殘渣等，對于鎂碳磚、鋁碳磚等含碳制品磚還需進行水化處理。然后進行鄂式粗破碎和雙棍細破碎，再經過三輥磁選機進行磁選除鐵處理，磁選后的顆粒送至振動篩中，進行篩分，得到不同顆粒規(guī)格的產品。(2)耐火澆注料殘襯的加工流程與殘磚加工流程相似，對殘襯料進行破碎，取得不同規(guī)格顆粒料后配人澆注料中使用。也可以將破碎后的殘襯料放入特殊容器中加水強力攪拌，獲取澆注料殘襯中的骨料，如剛玉、亞白剛玉、莫來石、尖晶石等，可替代正品原料用于澆注料中使用。三．廢棄耐火材料的再生技術耐火澆注料殘襯經處理可得到再生剛玉、莫來石、碳化硅及尖晶石骨料，用于部分代替成品原料使用。生產工藝與前面敘述的過程相似，而其中的攪拌介質則采用一種特殊的化學試劑。具體操作流程如下：首先對耐火澆注料殘襯按各材質進行分類，然后去除粘附在殘襯表面的殘鐵、殘渣等；經顎式破碎后投入特制的分離設備中，加入液態(tài)化學混合試劑，在適當?shù)臏囟认逻M行攪拌，使假顆粒中的基質部分在化學制劑、攪拌摩擦、一定溫度的多重作用下與致密耐火骨料顆粒料分離；48h后95％的耐火骨料顆粒與基質料分離，得到與正品料指標基本相同的回收顆粒料。廢棄耐火材料顆粒分離獲得再生料，改變了廢棄料只能配入使用的方法，擴大了廢料的使用范圍，使配入法造成的配方不穩(wěn)定性、制品性能不易控制性等得到了根本的解決。再生料顆粒外形與正品料具有同樣的棱角，其物理和化學指標與正品料基本相同。因此其加入制品不受配入量的限制，可以作為標準配方的顆粒使用，確保了制品的性能。廢料直接破碎配入的最大缺點是混入對高溫性能有害的雜質，再生顆粒的加入實現(xiàn)了無雜質的配比，可代替正品料顆粒，其成本只有正品料的65％左右。由于電熔耐火顆粒是高能耗制品，從含有剛玉、亞白剛玉、碳化硅、莫來石等材質的廢棄耐火材料中分離獲得顆粒料，使廢料利用附加值得到顯著的提高。一般廢棄耐火材料處理的流程圖一般廢棄耐火材料處理的流程圖Al4C3+12H20=4A1(OH)3+3CH該化學反應產生下列現(xiàn)象：甲烷的氣味和再生產品膨脹裂紋甚至粉化，導致了再生制品性能嚴重下降。因此，若把用后鎂碳磚作為有用的再生鎂碳磚原料，就必須在熱處理前除去鎂碳磚內的Al4C3。為此，本試驗在前道處理工藝中采取高溫化學反應的方法，在特定的技術條件下，使Al4C3按反應式(1)進行化學反應，同時再生原料中的MgO也與水發(fā)生化學反應：MgO+H2O=Mg(OH)2。通過上述處理后的物料，方為合格的制備新MgO—首先將試驗的廢棄鎂碳磚原料進行深加工處理，得到鎂碳磚二次顆粒原料。再利用二次顆粒原料作為新鎂碳磚的主要原料進行新MgO—C磚的制備。試驗過程：首先將試驗的廢棄鎂碳磚原料進行深加工處理，得到鎂碳磚二次顆粒原料。再利用二次顆粒原料作為新鎂碳磚的主要原料進行新MgO—C磚的制備。制備二次顆粒原料的試驗工藝：用后廢鎂碳磚制品經過去除渣層、揀選、磁選、破粉碎等加工處理和分級篩選后得到二次顆粒原料。利用二次顆粒原料制備MgO．C磚的試驗：六．首鋼廢棄耐火材料集中回收工藝根據(jù)首鋼廢棄耐火材料來源和特性，首鋼開發(fā)了一種廢棄耐火材料集中回收再利用工藝，如圖所示。具體工藝流程為：廢棄耐火材料經過集中收集，分選和切割，分為變質層和原生層兩部分，其中變質層主要由亞鐵侵蝕造成，在變質層表面含有一定量的磁性鐵，經過破碎和磁選可以將含鐵物質分離出來，分離的含鐵顆?？梢宰鳛闊Y配料使用，不含鐵顆粒可以進入煉鋼造渣劑配料使用。原生層經過分選后，將鎂碳、鎂鋁碳、鋁碳等材料分開，經過分級破碎后，將不同粒級的顆粒作為耐火材料配料使用。一些高檔次耐火材料，例如水口、滑板、塞棒等材料，可以經過修補后繼續(xù)使用，也可以采用降級使用的方式回收利用。再利用工藝流程圖該回收工藝有如下優(yōu)點：①體現(xiàn)了循環(huán)經濟概念，本工藝處理的是鋼鐵企業(yè)生產過程中產生的廢棄耐火材料，產品基本上全部回收利用，實現(xiàn)了廢棄物的零排放；②工藝處理能力靈活，根據(jù)鋼鐵企業(yè)鋼鐵產量、產品結構、耐火材料壽命變化，可以靈活調整工藝設備配置和處理能力；③經濟效益高，本工藝利用的是廢棄的耐火材料，經過加工處理后，生產的產品多為高附加值產品，在當前資源、能源緊張的市場條件下，具有很高的經濟效益；④市場供銷穩(wěn)定，由于本工藝依托鋼鐵企業(yè)的廢棄資源，每年鋼鐵企業(yè)在生產經營過程中產生的廢棄耐火材料數(shù)量相對穩(wěn)定，對于處理企業(yè)來說有穩(wěn)定的資源來源，生產的產品主要回用鋼鐵企業(yè)，有穩(wěn)定的用戶，因此市場供銷有保障。七．廢棄耐火材料資源化展望目前廢棄耐火材料的應用具有了一定的規(guī)?；Ｆ渲袕U鐵溝料、廢鎂碳磚已全部得到了利用；廢高鋁磚利用率約62％；粘土磚利用率約20％'---25％；轉爐、電爐磚經分選加工成噴補料、涂抹料。在配入法方面，已將廢耐材應用于各種材質的耐火材料生產，部分品種廢耐材已全部予以利用。在再生致密耐火骨料的應用方面也取得了很大的突破，尤其是采用化學試劑分離再生骨料，大大擴大了廢耐材的使用范圍。當前，廢棄的耐火材料的綜合利用方式主要是修復使用、降級使用及單純的規(guī)格顆粒料配人式利