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     随着冶金工业及其他高温工业的发展,耐火材料行业也在迅速发展。我国是耐火材料生产大国,其耐火材料产量比美、日、英、法、德、俄等国加起来还要多,占世界总产量的65%～69%。随着冶金等高温工业节能减排力度的加大,耐火材料行业的节能减排及耐火材料在高温工业中的节能减排作用不可忽视。

    笔者认为,耐火材料的节能环保工作应该从4 个方面加以理解和认定:一是耐火材料生产过程中要消耗大量的能源,排放大量的烟尘、粉尘,污染环境,必须采取措施加以治理。二是热工设备选择合适的耐火材料,有效利用耐火材料的热导率、热容等性能,节约能源,延长使用寿命,会对节约能源做出贡献。三是耐火材料本身必须是无毒无害的环境友好型产品。四是利用工农业生产及日常生活排出的废弃物生产耐火材料,既减少废弃物占用土地导致的环境污染,又减少天然耐火原料的开采量,一举两得。

耐火材料生产过程的节能环保

    耐火材料生产过程大致为:原料矿山开采-原料高温锻烧或电熔-破碎与粉碎-筛分-配料与混合-成型-干燥-烧成-检验-成品。以下按顺序分析耐火材料生产过程的节能环保工作如何做:矿山开采。耐火材料行业属于资源型行业,最初的原料是从矿山开采出来的。我国耐火材料产量约2400 万吨～3000 万吨,大约1.5 吨～2.5 吨原料生产1 吨耐火材料,因此,每年开采的耐火原料大约5000 万吨～6000 万吨。我国的耐火原料矿山私采乱挖现象严重,浪费资源,污染环境。为了保护环境,必须整顿耐火原料矿山的开采秩序,加强管理,按采矿技术规范进行开采。同时,要将废弃的岩石和土壤回填到采场,平整土地,重新绿化,或再造农田。

    耐火原料矿石大部分与其他有益矿物共生,在矿山开采时,应该全部开采出来,分别加以利用。特别在采煤时,应该将煤层顶板或底板的铝土矿或煤矸石、耐火黏土同时开采出来,这样既避免了资源浪费又减少了废弃物的排放。此外,应该加强低品位矿石的利用研究,尽量减少废弃物的排放量。对菱镁矿、铝土矿的选矿提纯也是势在必行。减少矿山开采量的另一个办法就是用后残存耐火材料的再生利用。据有关资料介绍,我国用后废弃的耐火材料每年大约有450 万吨～525 万吨,如果能把这部分用后耐火材料回收当作耐火原料利用,不但减少矿山开采量,而且减少废弃物的排放。

     耐火原料煅烧(或电熔)。从矿山开采出来的天然耐火原料,一般不能直接生产耐火材料,大部分需要高温煅烧(或电熔)成熟料。这样一方面消耗大量能源,另一方面排出大量烟气等有害气体污染环境。到目前为止,我国煅烧耐火原料产生的烟气,大部分都排放到大气中,必须引起重视。耐火原料的煅烧或电熔,必须对排放的污染物进行治理。

    煅烧耐火原料设备的选择,必须加以重视。目前来看,用连续生产的机械化竖窑,投资少,见效快,利用系数较高,生产效益高,热耗低,可燃气,可燃油,也可用焦炭、煤等固体燃料,而且温度可以控制,还可在竖窑上安装废气回收装置,节能降耗,保护环境。无论是高纯镁砂、板状刚玉等高档耐火原料,还是一般的耐火黏土、高铝矾土,都可以用竖窑煅烧。

    最好的节能减排办法就是耐火原料不用煅烧或电熔,用生料直接生产耐火材料。耐火原料煅烧的目的是使其体积稳定,避免制品烧成过程因体积效应产生废品。其实有许多耐火原料在加热过程中的体积变化不大,如蜡石、硅石、橄榄石、红柱石、硅线石、兰晶石、锆英石等,都可以用生料生产耐火砖和不定形耐火材料,并且有实际生产的经验。

     耐火原料的破碎、粉碎、筛分、配料及混合。无论定型或不定形耐火材料,都要求原料合理的粒度配比。可是一般耐火原料都难以满足粒度要求,必须经过破碎、粉碎、筛分才能进行配料、混合,在这个过程中不可避免地产生粉尘,密封不好就飘浮在大气中,污染环境,危害人的身体健康。环保部门必须加强对耐火材料企业的排查力度,制定严格的防尘标准,淘汰落后不达标的企业。

     制品的干燥、烧成。制品的干燥温度一般不高,大多数企业利用制品烧成的余热来进行干燥,极少数企业有单独干燥设备。制品的烧成温度越高,能耗越大。在保证使用效果的前提下,降低烧成温度能够节约能源。降低制品的烧成温度有很多方法,如加入超微粉或纳米粉,加入助烧剂,采用特殊结合剂等。

     如果耐火制品不烧,更是节能。例如,高铝砖烧成温度在150 摄氏度以上,而磷酸盐结合不烧高铝砖仅在50 摄氏度左右烘烤,强度却超过高温烧成的高铝砖。

     笔者认为,耐火材料的发展方向应该是烧成制品尽量用生料制砖,不定形耐火材料及不烧砖尽量利用回收的用后耐火材料做原料,当然有的生料也可使用,如兰晶石、红柱石、叶蜡石、橄榄石等。我国耐火材料行业应该加强兼并重组,淘汰落后产能,提高综合实力,这样才更有能力开发环境友好型新产品,强化防尘环保。