废旧耐火材料再生利用途径分析

随着工业化的快速发展，耐火材料作为钢铁、水泥、玻璃等高温工业的核心耗材，其废弃量逐年攀升。据数据显示，中国每年产生约800-900万吨废旧耐火材料，但利用率仅约30%左右。如何高效实现其资源化利用，已成为行业绿色转型的关键课题。本文结合市场现状与技术进展，系统梳理废旧耐火材料的再生与再利用途径。

一

废旧耐火材料的再生技术路径

1、物理分级与直接利用

废旧耐火材料经拆解后，若结构完整且未受严重侵蚀，可直接降级使用。例如，钢铁厂鱼雷罐车拆卸的黏土砖永久层可直接回用于同类设备非关键部位;部分镁碳砖经拣选后，可重新砌筑至转炉修补料中。此类方法成本低，但适用范围有限，多用于低附加值场景。

2、破碎分选与初级再生

通过破碎、筛分、磁选等物理处理，将废料加工成不同粒径的颗粒或粉末，作为新产品的掺合料。采用初级使用法制备再生产品的一般工艺流程如下：废耐火材料→分拣破碎→筛选→规格料→掺入新产品。例如：

冶金辅料：废镁碳砖破碎后替代轻烧白云石，用于LF精炼炉造渣剂，可提升脱硫效率。

不定形耐火材料：废铝镁碳砖颗粒用于自流浇注料或修补料，可降低成本30%以上。比如将废镁碳砖粉碎成不同颗粒后添加到电弧炉出钢口的EBT填充料里，自开率可达到95%，不低于原始填充料的自开率。将用后Al₂O₃-MgO·Al₂O₃浇注料回收后，可作为修补料喷补料使用。

溅渣护炉料：废镁碳砖颗粒替代镁砂，在转炉溅渣护炉工艺中表现优异。

3、化学与物理深度处理

针对高附加值废料，需通过化学清洗、高温热处理或浸渍法去除杂质并恢复性能。例如：

再生骨料提取：采用化学试剂分离浇注料残衬中的刚玉、莫来石等高纯骨料，替代原生原料，成本仅为正品的65%。

金属提纯：从含铬废砖中提取金属铬，实现资源高值化利用。

二

典型应用场景与案例

1、钢铁工业的闭环利用

再生镁碳砖：宝钢将废镁碳砖破碎后以90%比例掺入新料，生产的再生砖性能接近原生产品，应用于电炉渣线部位。日本的很多钢厂用后耐火材料利用率达到了50~100%，在日本的钢铁工业中，废旧耐材主要用作造渣混合物及型砂的代用品，例如用85%的再生料和15%的新料生产出电炉熔池部位用不烧镁砖，以90%再生料和10%新料生产出的电炉渣线用镁碳砖，以及全部用再生料生产出的RH低烧镁铬砖等。黑崎公司利用废旧刚玉石墨制品作原料开发的浸入式水口砖;鹿岛钢铁公司开发的滑板砖二次利用工艺等等。

钢包浇注料：济钢将废滑板砖破碎后替代高铝矾土，用于铁沟捣打料，通铁量提升15%。

冶金辅料：美国将废白云石砖用于土壤改良剂和造渣剂，兼具环保与经济性。

法国Valoref公司利用很多玻璃、钢铁、化工、垃圾焚烧等工业废弃耐火材料技术与回收利用的拆炉法，使法国玻璃窑用耐火材料的回收利用率在1997年就达到了60%。

我国废旧耐火材料的利用率不是很高，但近几年也有较大的进展，特别是在冶金工业当中，废旧耐火砖和不定形耐火材料，通常用于炉衬的热修、铸孔开铸剂，或者是用作制造镁碳砖的原料;废旧的铝碳砖可用作制造滑板砖、浸入式水口砖、保护套管等等。

2、建材与陶瓷领域的拓展

再生混凝土骨料：废耐火砖颗粒用于路基或建筑保温材料，减少天然资源消耗。

陶瓷窑具再生：北京通达公司将废碳化硅匣钵破碎后作为浇注料骨料，性能达标且成本降低20%。

3、环保与能源行业创新应用

垃圾焚烧炉衬修复：法国Valoref公司通过化学焊补技术修复废滑板，延长使用寿命。

高温隔热材料：废硅酸铝纤维经处理后，用于工业窑炉保温层，导热系数降低10%。

三

技术挑战与发展趋势

1、关键技术瓶颈

杂质分离难度高：废料常混杂金属渣、渗透层等，需开发高效磁选与化学清洗工艺。

性能稳定性不足：再生料掺入比例过高易导致产品性能波动，需优化配方与工艺参数。

2、行业转型驱动力

政策导向：中国《重污染天气应急减排指南》等政策倒逼企业提升回收率。

经济性需求：耐火原料价格上涨(如镁砂成本年均增长8%)，推动再生料替代原生料。

3、未来趋势

智能化分选：引入AI视觉识别技术，提升废料分类效率。

高值化利用：开发纳米级微粉(如废刚玉粉用于陶瓷涂层)，拓展至新能源领域。

四

结论

废旧耐火材料的再生利用已从简单的破碎掺合迈向精细化、高值化阶段。通过物理分级、化学提纯及跨行业协同创新，可实现资源循环与降本增效的双重目标。未来，随着技术突破与政策支持，再生耐火材料有望在绿色工业体系中占据更核心地位，推动“双碳”目标落地。