工业废料在耐火材料中的进展

宋成名

摘要：由于耐火性材料是一种无机非金属材料，此产品已经被广泛应用到了水泥、陶瓷、机械和电力等领域，已成为高温工业生产中的关键材料。为了加强对此材料的充分利用，本文分析了工业废料在耐火材料中的具体情况，希望能够进一步促进我国高温工业在社会中的持续发展。

关键词：工业废料；耐火材料；进展

调查发现，近几年我国耐火材料的产量越来越高，并且耐火材料的质量和种类也得到了快速发展。为了加强对现有工业废料的有效应用，如尾矿、粉煤灰和高炉渣等，对这些废料进行了处理，主要采取“建材资源化”，将其应用到了耐火材料中，为我国资源的再循环利用提供条件。

一、发展现状

最近几年，随着我国耐材业的突飞猛进发展，制品的产量也在稳步增长，然后受到客观因素的影响，存在原材料资源配置不均衡等情况，使用效率不高。要想加强对现有耐火材料资源的利用，要注意对工业废料排放量的控制。调查发现，2005年我国工业废料生产量为 13 亿吨，对环境污染程度大。大部分工业废料主要堆放在尾矿场，或是仓库中，占据了大量的土地，资源浪费情况严重。对此 ，需要变废为宝，加强对工业废料与其他资源的充分利用[1]。

通过对工业回收材料的开发，再生ASC耐材、再生Mg-C浇注料与再生Mg-C砖。通过相关的检测部门认证，提高耐火材料的质量。当前，我国对废旧耐火材料利用等研究内容较多，主要集中在工业废料。所以说工业废料在耐火材料中的应用已经成为相关学者研究的主要课题。

二、工业废料在耐火材料的应用

（一）高炉渣与钢渣的应用

现如今，在钢铁工业持续发展下，废渣的排放量越来越增大。其中高炉渣是炼铁中所排放出的主要矿渣之一。钢渣属于炼钢过程中的熔渣，若不及时对废渣进行有效处理，其排放就会对周围环境带来影响，导致资源浪费。在对高炉渣的组成成分进行分析时，发现其主要包括氧化镁与氧化钙等氧化物，一些渣中还含 V2O5等。由于化学成分不同，要注意对依钢铁冶炼类型的分析[2]。

在对高炉矿渣进行分析时，发现其化学成分较为稳定。不同类型的高炉矿渣在应用中，都存在共同特点，不存在游离氧化物。在冶金工业渣过程中，钢渣（转炉渣与电炉渣）的排放量，仅次于高炉渣，化学成分主要包括二氧化硅与一氧化钙等氧化物。最近几年，钢渣不再被认为是废渣，属于炼钢的副产品。

相关学者在具体研究中，复合稀土氧化物可以促进烧结，不断强化抗水化性作用。此外，钢渣的抗水化效果强，需要综合考虑到钢渣的低成本情况，注意环保效应，进而加强对钢渣的充分利用。

（二）粉煤灰应用

通过分析粉煤灰的特点，发现其属于一种高度分散的固体集合体，化学组成和黏土比较相似。粉煤灰性能的指标具有非常好的性能，热导率较好，属于一种轻质、隔热与耐火等特性。当前，一些技术人员可以借助粉煤灰，制备了新的耐火材料。

（三）煤矸石应用

研究发现，石英、蒙脱石与长石等是煤矸石中的重要矿物组成部分，化学成为有磷、硫等氧化物，结合煤矸石的不同化学成分，或者是矿物组成，对煤矸石的充分应用，加强对新耐火材料的生产。如，促进煤矸石与黏土的结合，其混合料是烧结所制得的熟料，其耐火度一般在1800度以上[3]。

若将煤矸石与菱镁矿等作为原料，采取固相烧结反应法，合成堇青石。与常见高岭土与氧化铝等原料比较，在其中并没有引入活性比较差的氧化铝原料， 所以说此原料在加热时，所分解产物的活性也较高。部分学者将矾土碎石、煤矸石等作为原料，按照具体的要求，加强了对煤矸石料的研制，提高了耐火材料的稳定性。

三、回收利用方法

（一）焚烧法

这种方法是处理工业废料的方式，促进其在高温下分解，进而达到深度氧化的效果。在对工业废料进行焚烧时，一些固体工业中的废料，存在大量的有害物质，这些物质会被分解，产生无害物质，实现对废料的处理与回收。最近几年，在我国工业废料增多下，其种类也越来越多，固体废弃物中存在可燃物，其比重正在不断增加。通过对焚烧法的应用，不仅可以加强对固体工业废料的焚烧，还能够实现对固体废弃物的有效处理与回收。

在应用此方法时，要专门选择一块地方，实现对废弃物的充分焚烧，对大部分的工业废料进行处理，减少对环境的影响，为耐材料的生产提供大量热能源。值得注意的是，焚烧工业废料时，会出现大量烟雾，对周围的环境带来影响，污染程度大。因此，采取有效的处理方式，加强对周围环境的保护[4]。

（二）水法治金

此方法主要是提取铜、锌与镍等物质，钼、铝金在水溶液中，一般以含氧酸形式存在，在对其进行提取时，要注意对氧酸的分离，进而提取金属物质。虽然水法治金的作用效果好，不会对环境造成影响，但是其在工业金属回收中的价格高。当前，回收工业废料的方法较多，要想实现对工业废料的有效转化，注意对新耐火材料的研发，实现再回收与利用。

四、展望

现阶段，工业废料处理与利用已经成为促进我国环保节能领域快速发展的关键，所以说要加强对生态耐火材料研究的重视。欧美等发达国家，已经加强了对此部分的大量研究，技术处在国际领先地位。我国最近几年也加强了对工业废料在耐火材料应用的研究，减少对环境的污染，实现对工业废料的再利用。

目前，耐火材料在不同行业已获得广泛用途，随着各种矿产资源的紧张，需要寻找新途径，加强对资源的开发。主要在科技发展角度出发，提高材料科学技术水平，加大对耐火材料的研究力度，为工业废料的利用提供充分发展空间。与发达国家比较，我国耐火材料领域在应用工业废料时，还存在一定的问题。对此需要对现有工业废料特点的研究，发挥其在耐火材料中的作用价值，从而实现对工业废料资源的充分利用。

结束语

虽然工业废料在当前耐火材料的生产中已经应用，但是其处于研发阶段，一些技术与工艺还不够先进，需要实现深化分析与探索，加强对废料的处理，强化耐火材料的使用性能。在加强对能源充分利用的同时，优化周围环境，所以说工业废料在耐火材料市场中具有非常好的发展与应用前景。

参考文献：

[1]李连洲. 用矿物原料和工业废料生产耐热浇注料[J]. 耐火与石灰,2021,46(4):51-52.

[2]赵嘉亮,罗旭东,陈俊红,谢志鹏. 纳米技术在镁质耐火材料中应用的研究进展[J]. 工程科学学报,2021,43(1):76-84.

[3]娄熙承. 顶装料式熔铝炉炉底耐火材料砌筑工艺的改进[J]. 工业炉,2020,42(4):63-65.

[4]符心蕊. 钙镁耐火材料应用多次循环钙基材料制备的策略[J]. 冶金管理,2020,(1):22+29.