我国耐火材料行业 “绿色化”发展趋势

赵　飞,葛铁柱,任　桢（郑州大学　高温材料研究所,郑州　450052）

我国耐火材料行业 “绿色化”发展趋势

赵飞,葛铁柱,任桢
（郑州大学高温材料研究所,郑州450052）

摘要：中国是世界上最大的耐火材料生产国、消费国,然而我国的耐火材料产业大而不强，存在着资源浪费、矿山开采混乱、污染环境的现象。在全世界大力发展“低碳经济”和“绿色经济”的形式下，发展“绿色化”的耐火材料势在必行，是关系到我国耐火材料行业生态文明发展的重要发展战略。

关键词：耐火材料行业；“绿色化”发展；资源综合利用率

0　前言

我国拥有大量的耐火原料资源，具有发展耐火材料行业的优势。在大力推行生态文明建设的形式下，耐火材料产业的“绿色化”已是发展趋势。中国耐火材料行业协会把“绿色化”耐火材料概括为：耐火资源的节约化，生产的过程的能源节约、环保化，品种质量的优良化，使用过程中的无污染化。合理的管理方法，先进的耐火材料技术是有利于耐火材料“绿色化”发展的关键。

1　耐火材料原料的节约化发展

菱镁矿、高铝矾土在耐火材料中起着重要的作用，是有战略意义的资源。中国有丰富的耐火材料资源，特别是菱镁矿、高铝矾土，其储量均占世界首位[1-2]。

（1）耐火材料资源的现状。目前，高铝矾土矿及菱镁石矿的综合利用率很低，资源综合利用率不到40%，矿山管理落后，主要是以下两种原因造成[3-4]：1）矿山的管理混乱—无证开采、乱采乱挖、只采不剥、吃富弃贫等现象严重；2）高铝矾土及镁砂熟料煅烧厂管理混乱--煅烧质量不稳定，能耗高、污染较多。

（2）我国耐火原料的“绿色化”发展。坚持开发和综合利用，节约资源，保护环境是我国的耐火原料发展基本原则。进入21世纪以来我国高度重视耐火原料的发展，钟香崇院士为提高耐火资源的综合利用率需采取以下措施[3,5]：1）矿山、煅烧厂的规范化管理。近年来，国家对耐火行业矿山、煅烧厂的管理加大了管理措施。在规划布局、工艺装备、生产规模、产品质量、能源消耗、环境保护、生态恢复、综合利用和安全生产等方面强化准入要求。做到合理开采、分级开采的要求；2）耐火资源的合理配置。耐火材料存在功能的浪费，特别是我国的Al2O3-SiO2系耐火材料较普遍现场。目前，Al2O3-SiO2系耐火材料制品80%以上在使用Al2O3含量高（Al2O3含量85%以上）的高铝矾土。中品位的矾土原料（Al2O3含量60-80%）具有很好的高温力学性能然而利用率很低。郑州大学高温材料研究所为开发优质的中品位矾土原料，采用是三步均化-湿法细磨-成型-高温烧成的创新工艺。生产过程中产生的粉尘少，燃料消耗降低很大程度上减少了环境污染。生产出的均质料化学成分稳定，晶体组织结构均匀，体积密度波动很小。产品已经在推广应用在水泥窑、高铝出铁钩、垃圾焚烧炉等方面已经初见成效，为提高高铝矾土的综合利用率提供了科学技术依据；3）研发有中国特色的合成原料。坚持生产需求的指引和耐火材料技术创新并重，整合耐火材料行业人才资源，建立耐火材料产业的上下游相关单位共同参与、产学研结合，重点攻关，搭建行业技术创新和交流平台。协同攻克耐火原料均化、改性、合成的重大共性技术。加快先进科学技术的发展及科技成果产业化，做好以下两点：开发优质高效的耐火原料[6]。根据我国的菱镁矿、高铝矾土矿原料优势，开发有中国特色的合成原料—均质料、改性料及转型料。由于氧化物-非氧化物复合的耐火原料具有很高的高温强度、优良的热震强度以及较好的热震强度和抗渣性，应大力开发以菱镁矿、高铝矾土为基础的氧化物-非氧化物复合的耐火原料。通过科技创新的方式发展提高我国的耐火原料品位和提高利用率；开拓白云石质、硅砖耐火材料的应用范围。

我国有更加丰富的白云石和硅石的耐火资源，其中白云石及硅质的同样具有优良的高温性能。但受到白云石耐火制品的易水化性，和硅石材料的烧结过程体积不稳定等问题在应用领域受到限制。研究客服白云石、硅石的耐火制品的应用范围对节省耐火资源和耐火材料的“可持续”发展有重大意义。

2　节约型耐火材料的发展

节约型耐火材料的开发利用是耐火材料“绿色化”发展的重要趋势。节约耐火材料的需要加强节能管理、加大技术改造、提高窑炉的高耗能设备的能效水平，推进轻型化、节能化、高效化。不定形耐火制品、节能型的保温耐火材料和废弃耐火材料的再利用，是节约型耐火发展方向。

特别是用后耐火材料的再利用，我国的耐火材料每年消耗近1500万吨，使用后拆除的耐火材料约500万吨[7]。这些用后的耐火材料中的物相经过使用过程中的成分烧结，晶体发育的更加完整，通过加工处理，能够获得很高的利用价值。如宝钢通过使用用后的镁碳砖材料为原料制备再生镁碳砖，其性能超过了国家A级水平，达到或超过传统镁碳砖的水平[8]。

3　环境友好型耐火材料

在大力建设生态文明的背景下，环境的友好的耐火材料发展有着非常重要的意义。在发达国家对含铬砖、耐火纤维及硅砖等对人体有害的产品限制生产。同时在生产耐火材料经常利用的结合剂沥青，由于产生过程中的污染也禁止使用。我国也开始对耐火材料的无污染化提出了要求，加强了对耐火材料开采与运输、生产、用后耐火材料的回收等环节的环境管理，注重保护环境，防止六价铬的污染等影响的措施。

4　结语

中国耐火材料行业的“绿色化”发展是生态文明发展的需要，也是耐火材料的发展趋势。我国的耐火材料“绿色化”发展水平距离发达国家还有一定距离，作为耐火材料科研工作者需要大力倡导耐火材料的“绿色化”发展，做到大处着眼，小处着手，为耐火材料的“绿色化”发展贡献力量。

参考文献：

[1]李红霞.中国耐火行业的发展与资源、能源和环境[J].耐火材料，2010,44(06):401-403.

[2]钟香崇.大力发展优质合成耐火原料[J].耐火材料,2000, 34(01):1-6.

[3]钟香崇.我国镁质耐火材料发展的战略思考[J].硅酸盐通报,2006(03):53-63.

[4]李莉.绿色镁质耐火材料的理念及实践[J].辽宁建材，2011(07):10-11.

[5]钟香崇.我国高铝矾土创新发展的战略思考[J].耐火材料，2009(04):241-243.

[6]钟香崇.自主创新,发展新型优质耐火材料[J].耐火材料,2005, 39(01):3-5.

[7]周宁生,李纪伟等.绿色耐火材料的理念与实践[J].耐火材料, 2010,44(03):161-170.

[8]冯慧俊,田守信.宝钢用后废弃MgO-C砖的再生利用[J].宝钢技术，2006(01):17-19.