绿色耐火材料的发展思考

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

杨朝芳

阳泉市综合检验检测中心 山西省 阳泉市045000

摘要

在全球大力提倡环境保护和发展低碳经济的形势下‚发展“绿色耐火材料”势在必行‚是关系到我国当前和今后耐火材料行业可持续发展的重要发展战略。因此提出践行“绿色耐火材料”的理念和对策包括大力发展不定形耐火材料大力发展资源节约、能源节约和环境生态友好型耐火材料并对如何发展这类绿色耐火材料提出了具体技术途径和建议同时还列举了国内外近年来在这些方面的实践和发展新动态。


关键词

绿色耐火材料‚不定形耐火材料‚资源节约

正文

引言:绿色耐火材料作为工业高温生产中的重要基础原料,在目前全球经济形势的绿色发展理念中显得越来越重要。绿色耐火材料技术水平对于我国当前和今后的可持续发展战略具有重大意义。目前,我国的耐火材料产品虽然在数量和质量上位于世界首位,但是材料的绿色度低于世界平均水平。主要表现在炼钢耐火材料的平均消耗是国际先进水平的两倍以上,耐火材料的寿命和性能稳定性欠佳,产品技术附加值不高;容易产生环保和环境公害,使用过程中对人的健康产生威胁等等。目前对于绿色耐火材料,中国耐火材料协会将其概念定位为:品种质量优良化、资源消耗集约化、生产过程少污染以及使用过程无害化。该文对我国耐火材料的若干理论以及目前新的实践方向进行了探讨,为大力发展节能型和环境保护型的耐火材料提供一定参考。

正文:

一、绿色耐火材料的内涵

耐火材料的生产是整个冶金、建材、石油化工行业及机械等制造行业的基础,没有耐火材料的出现,就不会有冶金行业的发展,也不会有钢铁的出现,因此可以说,耐火材料产业是现代工业社会的基石之一,耐火材料的重要意义可见一斑。随着节约资源和保护环境成为国策,环保深入人心,人民群众的环保意识不断增强,绿色耐火材料的发展势在必行。绿色耐火材料就是指在生产时采用安全无污染的原料、在使用时粉尘排放减少,不会产生对环境和人体有害的物质,在使用完后留下的物质可以进行回收和二次利用的环境友好型工业材料。国外部分国家已经明令禁止使用传统的、对环境有害的耐火材料,因此,绿色耐火材料的开发具有广阔的市场空间和行业前景,有利于响应社会的环保要求和推动工业的进一步发展。

二、绿色耐火材料的发展方向

2.1新型无氟耐酸料

耐酸料,顾名思义,具有极好的耐酸性,可以在酸性环境下使用,而新型无氟耐酸料就是具有这种特性的耐火材料,它可以被应用在烟囱、烟道、反应器、焚烧炉等长期处于酸性的环境中,作为涂料能够保护内部的材料及设备器壁不受腐蚀。传统的耐酸料主要通过石英粉和硅酸钠发生反应制成,为了加快反应速度和保障反应的顺利进行,在制作过程中往往还需加入适量的氟硅酸钠,由于氟硅酸钠具有毒性,人体接触到会导致皮炎或者皮肤干裂,严重者还会引起死亡。由此可见,传统的耐酸料在生产时具有较高的危险性,如果防护措施不到位会造成巨大的损失,威胁员工的生命安全。而新型无氟耐酸料则改进了这个生产过程,在反应原料中加入铝矾土、黏土和硅微粉,并用水泥代替氟硅酸钠来催化反应过程,实现了在产出合格的耐酸料的同时不会释放有毒气体,避免了人力、物力和财力的损失。

2.2无铬耐火材料

目前我国在建材方面大量使用的耐火材料主要是镁铬砖,由大型的水泥回转窑烧制而成,被广泛应用在炼铜工业中。这种镁铬砖能够承受高温、高压,还具有良好的耐碱性和耐酸性,且导热系数低,是一种良好的工业用建筑材料。但美中不足的是,由于镁、铬是重金属,这种材料在生产、使用时会产生有毒物质,该物质易溶于水,不仅会对生产线上的员工造成危害,废水流入江河湖海还会对环境造成巨大的污染,引发饮用水安全问题,因此这种镁铬砖已经被不少国家明令禁止使用。然而目前正在开发一种无铬耐火材料,镁铁尖晶石砖,这种材料在保持原有镁铬砖的优势的基础上,增强了稳定性,拥有更好的抗渣侵蚀性,更有利于保护砖窑不受损坏。辽宁科技大学的张宝鑫教授已经通过多次的对比试验,证实了用镁铁尖晶石砖代替镁铬砖的可行性,推动了绿色耐火材料事业的进一步发展。

2.3新型生物可溶性耐火纤维

石棉作为一种在生活和工业中都十分常见的建材,可耐高温,绝缘性较好,还可以阻隔高温,是一种优质的耐火材料。但根据相关研究,这种材料因为具有较强的致癌作用,被要求在工业中谨慎使用,于是,研发出一种能够替代石棉的耐火材料成为工业上的热点问题。在这个时候,一种新型生物可溶性耐火纤维,人造玻璃纤维,进入研究人员的视野。人造玻璃纤维的化学稳定性比石棉更好,不容易与环境中的其他物质发生反应,在使用过程中不会造成二次污染,对环境的压力小,成为近年来的研究热点。根据世界卫生组织的分类,人造玻璃纤维可以分为绝热织物、耐火纤维和特殊纤维。而生物可溶性是判断人造玻璃纤维好坏的重要指标,对于这种新型耐火纤维也是如此,要想找到一种绿色无污染的石棉替代品,就要求这种新型材料具有较强的生物可溶性,可以溶解于人体的肺液,以便人体在吸入这种物质后可以顺利排出而不会对人体造成损伤。

总结

“绿色战略 ”作为耐火材料行业的发展战略已引 起耐火材料及相关行业的重视。政府相关主管部门 及行业协会应制定相应的政策措施‚鼓励和推进耐火材料绿色化工作。近几年我国将对绿色耐火材料的生产、制备和使用提出更高的标准和要求,从整体上提高耐火材料的绿色经济价值。因此,应继续不断丰富耐火材料的绿色内涵,从多角度提高其可靠性,安全性和可行性。本文就绿色耐火材料的内涵和发展方向进行了初步探索和分析。期望今后的工作加大产业可研力度,在绿色耐火材料上实现新的突破,力争在推广应用上取得实质性成果。

参考文献

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[4]周宁生,李纪伟,于仁红,等.绿色耐火材料的理念与实践[J].耐火材料,2010(3):161-170.

 


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