1、工业废弃物的利用

我国是一个发展中国家，工业正在崛起，工业废弃物多，汚染耕地。如何变废为宝，是一个重要课题。

粉煤灰是火力发电厂流化床锅炉大量排放的废弃物。其化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO等，其中SiO2和Al2O3含量最高，两者之和一般占60%以上。有的已经在墙体材料、水泥及混凝土行业得到应用。高铝粉煤灰，其特征是Al2O3含量高：Al2O3>30%，CaO<5%，Fe2O3<5%。如果将含有高氧化铝和二氧化硅等高温物相的粉煤灰用于生产建筑材料将会造成氧化铝资源的很大浪费。中国地质大学的科研人员，以高铝粉煤灰为主要原料，加入石墨粉为还原剂，采用碳热还原法合成了Sialon粉体。他们还将高铝粉煤灰作为原料，提出了一种高炉出铁口用炮泥及其制备方法的专利，以及一种高炉出铁沟用耐火浇注料及其制备方法的专利。他们还尝试了用高铝粉煤灰制取氧化铝的试验。

煤矿的伴生矿物煤矸石的主要矿物组成是高岭土、石英、蒙脱石、长石、石灰石等，其主要化学成分是SiO2和Al2O3，其次是MgO、CaO、Fe2O3以及P、S的化合物。郑州大学的研究人员以煤矸石和矾土碎矿为原料，按矾土基莫来石均质料Al2O3=68%~72%的要求，烧结合成了显气孔率≤2.5%，体积密度>2.75g·cm-3的莫来石均质料，其莫来石含量占95%~100%，并构成连续网络结构。任强等以煤矸石、滑石和菱镁矿为原料，于1350℃用烧结法合成了堇青石。

尾矿是一种具有很大开发价值的二次资源。西安建筑科技大学的科研人员提出瓷土矿尾矿的耐火度1696~1710℃，软化温度1469℃，体积收缩率20%，其主要化学成分：SiO269%~71%，Al2O319%~21%，Fe2O31.5%~2%。可利用该尾矿添加其它矿物调节化学成分，来制备硅砖(SiO293%)和半硅砖(Al2O3+TiO2≤30%，SiO265%)。并指出，从蛇纹石尾矿中可以提取氧化镁，其熔点2825℃，是一种良好的耐火原料。

钢铁工业快速发展，废渣的排放量日益增多。西安建筑科技大学的科研人员指出高炉渣的主要成分是CaO、MgO、Al2O3、SiO2等氧化物，如属特定的高炉矿渣，化学成分应该是稳定的。高炉渣含有大量Ca2+和Mg2+，是制备(Ca，Mg)-ɑ-SiAlON的原料。钢渣的化学成分是CaO、MgO、Al2O3、SiO2、MnO2等氧化物。罗明等的研究发现，Al2O3、Fe2O3及复合稀土氧化物均对白云石具有促进烧结和提高抗水化作用;虽然钢渣对白云石的抗水化作用不如稀土氧化物，但从成本和环保效果，仍可充分利用钢渣作为白云石耐火材料的添加剂。

以高铝矾土为原料，在电弧炉内生产棕刚玉，产生的烟尘，回收后的化学组成为：SiO231.91%，Al2O337.16%，Fe2O31.72%，CaO0.21%，MgO2.09%，K2O10.82%，Na2O1.88%，TiO21.10%，杂质含量高，被视为废料。武汉科技大学等单位对其处理后得到了有用的原料——莫来凯特，其化学成分为：SiO221.88%，Al2O361.52%，Fe2O35.58%，CaO0.23%，MgO0.43%，K2O1.61%，Na2O0.30%，TiO23.31%。1600℃煅烧后，熟料晶相除了莫来石外，还有少量的刚玉相。

在再利用工作中，为了充分发挥废料在耐火材料的价值潜能，生产性能优良的合格产品，需制定一套合理的实施方案，西安建筑科技大学的研究人员推荐了一个废料再利用的生产流程图，示于图1。

图1工业废料再利用的生产流程图

2、用后耐火材料的再利用

我国的耐火材料年产量近3000万吨，按使用时消耗掉60%计算，用后的废旧耐火材料还应有大约1200万t，这是一个非常庞大的数字和潜在的原料宝藏，是廉价的二次再生资源，如果加以利用，即可节约大量耐火原料资源，又可减少固体废弃物的排放。

上海宝钢技术中心提出了一整套“用后耐火材料回收、处理方法和再生产品的方法”。特别是要提高再生产品的附加值和技术含量。

我国的转炉工作衬，大部分钢包渣线和电炉渣线等使用的是MgO-C砖，这些MgO-C砖大部分使用高档电熔镁砂和石墨作原料。我国每年都会产生数量很大的用后MgO-C砖，其中相当一部分的残余量还很大。上海泽尊公司，山东阳谷信民公司，湖南湘钢公司和河南新密振东公司等将用后MgO-C砖消化、去杂、破碎和处理，处理后镁碳料的理化指标列于表1。

表1阳谷信民公司处理后镁碳料的理化性能指标

将处理后的镁碳砖料采用添加不同加入量，与同期原MgO-C砖性能指标相比，再生MgO-C砖的各项性能指标均与同期非再生MgO-C砖相同或相近。

安阳钢铁公司炼钢厂25t钢包用水玻璃结合的铝镁浇注料，用后解体，每年可得到3000t的废料，将废料加工成颗粒料，在新的浇注料中加入20%，全年平均使用寿命97.3炉，比原来的还高出3炉。

攀枝花钢铁集团钢城企业总公司冶金辅料分公司的主业务是回收攀钢废弃的高铝砖、镁铬砖、滑板、废弃浇注料等，年回收10000t左右。利用这些废弃耐火材料，研究开发出铝碳质浇注料，镁质护炉料，镁铬质捣打料等4个系列20多个产品。2004年创产值400多万元。

济钢将废弃耐火材料破碎后用于铁沟捣打料部分取代其中的高铝矾土，取得了较为理想的效果。仅此项目每年含碳耐火材料的回收利用达734t。

山西省丹源碳素公司把窑炉检修产生的废旧耐火材料集中堆放，每年一次送往耐火厂回收利用。宜光耐火材料厂从钢厂买来废旧滑板，经过加工作为原料加以利用，并成立了专门去钢厂上门收购废旧耐火材料的产业队伍。郑州中科公司除了生产耐火材料外，同时回收玻璃窑用过的耐火材料。此外鞍钢耐火实业公司，上海宝山区晨吴耐火厂，武汉顺达废旧耐火材料回收站等都是专门回收、加工、经营废旧耐火材料，均取得了良好的经济和社会效益。

水泥工业废弃耐火材料。水泥回转窑产生的废弃镁铬砖，西安建筑科技大学研究人员提出采取三个工艺进行处理：⑴用初选法除去或减少附着物，⑵用磁选法除去铁和氧化铁浸透部分，⑶在用过的镁铬砖中加添加剂，通过烧成来减少六价铬。而后加工成再生原料，可以用于回转窑低温部位使用的镁铬砖。

玻璃工业废弃耐火材料。玻璃窑中电熔AZS砖一般使用一窑后即被废弃。池壁上部的砖侵蚀较严重，下部仍有利用价值。四川玻璃公司将熔化部池壁进行整体切割，再次利用在池壁有效部位，取得了成功。将废弃的AZS砖表面附着的玻璃除去，用淬冷法使砖产生裂纹，经破碎，粉磨，筛选后得到不同级的骨料和细粉，用于生产价廉的高性能浇注料。

电解铝废弃耐火材料工业。要全部清除电解槽内炭素内衬及其它筑炉材料，即形成大修废渣，平均每生产1kg铝就会产生0.01~0.04kg废渣。该废渣含有有害物氟化物，属于危险废物，若露天堆放，渣表面风化，形成二次扬尘污染大气。因此，国内外开始处理和再生利用电解铝废渣的研究工作。目前，再循环利用率约40%。

回收利用废旧耐火材料的科学研究工作也开始被列入了研究课题。桂林工学院开展了“回收耐火材料废料制备研磨介质”的工作，中钢洛耐院与太钢联合开发废弃耐火材料利用的成套技术，武科大、宝钢等一些大学和大型企业也开展了大量的研究工作。回收利用废旧耐火材料的工作现在已越来越被人们重视。

耐火材料工作者对废弃耐火材料再生利用的工艺流程也进行了研究，西安建筑科技大学的研究人员推荐了用后耐火材料再利用的生产流程图，示于图2。

图2某公司用后耐火材料回收加工处理流程图