摘要：討論了伊朗SARCHESHMEH COPPER COMPLEX(ISCC)廢棄鎂鉻磚的回收工藝并利用回收的鎂鉻磚生產(chǎn)澆鑄輪及出鋼槽用耐火材料。ISCC的熔煉廠每年消耗4000t耐火材料，產(chǎn)生2000t的廢棄的耐火材料，為了減少環(huán)境污染且獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益，廢棄耐火材料的冋收是一個(gè)有效的解決辦法。在ISCC，每年有800t氧化鋁或硅酸鋁耐火澆注料用作陽極爐澆鑄輪及出鋼槽襯里材料。目前的工作是分析反射爐、轉(zhuǎn)爐和陽極爐用后磚工作面、非工作面的顯微結(jié)構(gòu)變化，以此來分析用后磚的組織及化學(xué)組成的變化。使用回收后的鎂鉻磚骨料并采用不同尺寸分布和不同水泥含量制備出不同配方，其中，鎂鉻磚骨料是通過將用后鎂鉻磚未破壞部分破碎得到的。測(cè)定試樣的物理和力學(xué)性能后，制備了1t的耐火澆注料并且成功的用于澆鑄輪生產(chǎn)中。
1引言
目前，伊朗每年的銅產(chǎn)量己達(dá)20萬t，到 2009年這一數(shù)值將加倍并且到2020年將達(dá)到100 萬t。這幾年伊朗的耐火材料技術(shù)得到了較大發(fā)展，耐火材料的消耗量也大幅下降。
伊朗NICI有限公司由許多工廠組成，如采礦廠和遍及全伊朗的不同分廠。表1列出了該公司2005年不同爐子耐火材料的消耗率。10年中，ISCC每年消耗2000 ~ 4000t耐火材料。最近幾年耐火材料的消耗量相對(duì)降低，這主要是由于在選擇和使用更適宜的耐火材料方面有了豐富的經(jīng)驗(yàn)。ISCC廠消耗耐火材料的設(shè)備有2個(gè)反射爐、2個(gè)轉(zhuǎn)爐、3個(gè)陽極爐和2個(gè)澆鑄輪。反射爐、轉(zhuǎn)爐和陽極爐主要使用鎂鉻磚及各種尖晶石、粘土和硅酸鋁澆注料，該廠中大部分的耐火材料被轉(zhuǎn)爐和陽極爐消耗。
鎂鉻磚因其具有良好的物理、力學(xué)性能、抗銅液和渣的侵蝕性而廣泛被用于煉銅工業(yè)。使用過程中襯里材料承受較苛刻的使用條件，例如熔體、渣和氣體的侵蝕、熱應(yīng)力、裝料、火焰接觸和熔體的輻射，當(dāng)磚的整長(zhǎng)減少到大約10~15cm 時(shí)，磚就需要調(diào)換，用后磚應(yīng)該填埋或回收。廢棄鎂鉻磚的主要問題之一是在爐子中形成6價(jià)鉻離子，6價(jià)鉻離子可溶于水且有毒，對(duì)人體有害，并且可造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和地下水污染。
由于這些限制，含鉻產(chǎn)品的消耗量在逐漸減少并且必須對(duì)廢棄鎂鉻磚進(jìn)行回收。目前針對(duì)含鉻材料的回收出現(xiàn)了一些新的方法，主要的回收工藝之一是將磚被破壞后的部分除去，將其余部分破晬、制成一定的粒度，再重新用作制備耐火材料的原料。在伊朗，這一工藝首先是由 Golestani - Fard 和etal 在 ISCC 開發(fā)出來的。
2 實(shí)驗(yàn)方法
在ISCC，回收的廢棄鎂鉻磚主要用于陽極爐、燒鑄輪及出鋼槽用堿性澆注料，實(shí)驗(yàn)試樣來自冶煉廠的不同爐子，分析廢棄鎂鉻磚試樣的化學(xué)組成和顯微結(jié)構(gòu)，將試樣熱面切去幾厘米后破碎，制成<0.075mm、
利用回收后的骨料和高鋁水泥制備的澆注料的配比。將物料在Hohart混練機(jī)內(nèi)混合，試樣澆注成型后在電爐內(nèi)于1500℃下燒成。
根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定試樣的物理和力學(xué)性能，例如體積密度、氣孔率、常溫耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，使用SEM/EDS劍橋S - 360系統(tǒng)在10 ~20KeV下觀察拋光后試樣的顯微結(jié)構(gòu)。
3 結(jié)果和討論
試樣化學(xué)分析后的不同之處主要是氧化鋁和氧化鐵含量的不同，氧化鎂和氧化鉻含量非常接近。兩種磚的特性在這類材料的正常范圍內(nèi)。表5列出了回收后的骨料的化學(xué)組成。
回收后的骨料的化學(xué)組成與實(shí)際使用鎂鉻磚的化學(xué)組成接近，并且引入的雜質(zhì)是可以忽略的。圖1為國(guó)外鎂鉻磚氧化鎂顆粒掃描電鏡照片，從圖中可以看出，方鎂石顆粒中生成了尖晶石沉淀。可以看出，材料中存在金屬銅、渣和其他雜質(zhì)。
以回收鎂鉻磚制備的骨料為原料，按不同配比制成不同澆注料。
從表中可以看出，試樣B因含水量低、施工性能好而顯示出較好的力學(xué)性能，試樣中的顆粒尺寸分布和顆粒堆積情況較好。表7列出了水泥含量對(duì)試樣性能的影響，可以看出，隨著水泥含量的增加，試樣的強(qiáng)度增大。
4 實(shí)際使用情況
通過測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，B4配比試樣的綜合性能最優(yōu)。按照這一配比利用回收后鎂鉻料生產(chǎn)了1t澆注料，將其用于ISCC熔煉廠陽極3#爐工作襯。襯里使用了8h并且沒有較嚴(yán)重的侵蝕現(xiàn)象出現(xiàn)。
5 結(jié)論
通過對(duì)廢棄磚化學(xué)和顯微結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，超過磚體熱面5cm處化學(xué)成分的波動(dòng)可以忽略，將從磚體熱面到內(nèi)部5cm的部分去除，剩余部分經(jīng)破碎后可用作澆注料的原料。這種廢棄材料可成功用于澆鑄用襯里。
