发布时间：2017-06-23

项目内容：

【成果完成人】张国栋 刘海啸 付振才 屈政忱 罗旭东 陈树江 田琳 游杰刚 张威 纪增杰 李雪

【第一完成单位】 营口金龙集团暨大石桥市金龙耐火材料有限公司

【关键词】废弃镁碳砖 汽化水化处理 再生镁碳砖

【中图分类号】X757

【学科分类号】610.30

【成果简介】 目前，我国每年消耗耐火材料约1000万t，废弃的耐火材料在400万t以上。这些废弃耐火材料若经过拣选、分类和特殊的工艺处理，能够获得价值很高的耐火原料。用这些加工处理后的再生料，不但可以生产优质的不定形耐火材料，而且还能再生出优质的定形产品，有些可以作为冶金辅料，如溅渣护炉料、造渣剂等，同时也可以在建筑、水泥和农业方面得到应用。这不仅节约了国家的矿物资源和能源，而且也减少了环境污染，大大降低了耐火材料的成本。世界各国充分认识到废弃耐火材料是廉价的再生资源，能明显提高企业经济效益和社会效益，而且用后耐火材料的再生利用也为环保做贡献。因此，在不久将来，以废弃耐火材料为原料生产高附加值的产品会迅速发展，废弃耐火材料的利用率会迅速提高，并向零排放趋势发展。废弃镁碳砖属于碳结合耐火材料，如何针对废弃镁碳砖的特点，找到废弃镁碳砖的破碎处理工艺及机理是本课题研究的关键问题之一。其次，如何避免废弃耐火材料自身缺陷对耐火制品影响以及结合剂的选择也是本项目需解决的关键技术。此项目的主要研究过程包括：文献检索，分析现有镁碳质(镁铝碳质)耐火材料回收利用的研究进程，分析废弃镁碳质(镁铝碳质)耐火材料原料特性，选择合适的原料，熟悉原料的特性，为试验提供直接的理论基础;以废旧镁碳质(镁铝碳质)耐火材料为原料，经破碎、分级，研究制品的最佳粒度级配;研究废弃镁碳质(镁铝碳质)耐火材料颗粒料引入形式及引入数量对制品性能的影响;提高制品体积密度，降低制品的气孔率;干燥制度及生产工艺制度;结合剂的作用机理及结合剂的选择;假颗粒对制品性能的影响;半工业生产及使用等技术过程。 研究的工艺路线为：以实验室为依托，结合工业生产实践，采取边试验研究，边工业化生产，从颗粒级配入手，通过破碎、筛分、混炼、成型、热处理、性能检测等方法，完成项目的研究。研究发现：在原料处理过程中，废弃镁碳砖经过适当的处理后，可以还原出比较好的镁砂颗粒，完全可以取代新镁砂作为镁碳砖的原料;废弃镁碳砖处理的比较理想的设备是干碾机，可破坏镁碳砖的假颗粒而不影响真颗粒的使用效果。为了最大程度地消除假颗粒，应采用二次碾压的处理工艺，其中一次碾压时间不小于40分钟，二次碾压时间应不小于30分钟;碳化铝主要集中在小于1mm(1～0.074mm，<0.074mm)的细粉中(后续试验表明主要集中在小于0.2mm细粉中)，因此只需对该部分物料进行水化处理，处理的加水量应不小于物料量的8%。 由于使用过的废弃镁碳砖颗粒的表面性质与原始的镁砂颗粒有所区别，在重复使用时应与新镁砂的使用在颗粒级配、结合剂等方面有所不同。1～0.074mm的回收料不宜在制备再生镁碳砖中使用，但是可以磨成细粉，消除假颗粒后使用。小于0.074mm的回收料中含有较多的碳，因此配料时，必须考虑这部分原料带入的碳。回收料中的碳化铝主要集中在细粉中，所以在制砖时，必须对细粉中的碳化铝进行预水化处理，否则细粉加入量超过8%时，制品易开裂。树脂宜选择3520低黏度树脂，加入量应选择在3.2%～3.5%之间，制品易于成型，成型后的性能指标也较好。回收料的加入量为60%时，再生渣线镁碳砖的性能均可以满足行业要求，在对高温抗折强度要求不高的条件下，回收料也可以考虑70%加入量。回收料的加入量为80%或90%时，镁碳砖的性能下降，可在要求不高的部位使用。选用Al粉作为抗氧化剂，加入2%可以使得再生镁碳砖有较强的抗氧化能力。废弃镁碳砖回收的研究，改变了废弃料只能配入使用的利用方式，扩大了废料的回收利用范围，使配入法造成的配方不稳定性、制品性能不易控制性等生产技术问题得到了根本的解决。节约了国家的矿物资源和能源，而且也减少了废弃材料对环境的污染，大大降低镁碳砖等耐火材料的生产成本。因此，对废弃耐火材料回收再利用研究是非常有意义的。采用废弃镁碳砖作为原料生产再生镁碳砖，每吨可节约成本2016元，从2009年至今共生产76000多吨，按50%加入量计算，可创直接经济效益近8000万元人民币。

【成果类别】 应用技术

【成果水平】 国际领先

【研究起止时间】 2008-01～2010-12

【评价形式】 鉴定

【获奖情况】项目获得辽宁省科技进步三等奖