【案例方向】增品種
【企業(yè)名稱】北京金隅通達(dá)耐火技術(shù)有限公司
【案例簡要】針對水泥工業(yè)能耗高、碳排放大問題，本案例立足我國資源優(yōu)勢，利用鋁礬土尾礦開發(fā)系列莫來石均質(zhì)料，進(jìn)而開發(fā)系列低導(dǎo)熱莫來石磚，可代替鎂鋁磚、硅莫磚應(yīng)用于水泥窯過渡帶、預(yù)熱帶，達(dá)到降低筒體溫度50℃和筒體載荷5%～10%，對水泥行業(yè)節(jié)能減排具有重要意義。
一、實施背景
水泥窯過渡帶、預(yù)熱帶多使用鎂鋁磚、硅莫磚，由于導(dǎo)熱系數(shù)高，能源利用效率較低。鋁礬土是具有戰(zhàn)略意義的資源，但“采富棄貧”現(xiàn)象嚴(yán)重，大量尾礦、廢礦被丟棄浪費。因此，如何通過對鋁礬土尾礦提質(zhì)改性，進(jìn)一步實現(xiàn)高值應(yīng)用成為亟待解決的問題。在國家“雙碳”目標(biāo)背景下，本案例通過系列新型低導(dǎo)熱莫來石磚研制應(yīng)用，可提高鋁礬土資源利用率，促進(jìn)耐火產(chǎn)品技術(shù)升級，實現(xiàn)水泥窯節(jié)能減排，助力建材行業(yè)綠色低碳安全高質(zhì)量發(fā)展。
二、典型經(jīng)驗做法
（1）資源高效利用生產(chǎn)莫來石均質(zhì)料技術(shù)。采用低品位鋁礬土廢礦尾礦、煤矸石和藍(lán)晶石尾礦等原料，通過破碎、磁選、均化、真空擠泥、高溫可控?zé)Y(jié)莫來石化技術(shù)，克服了鋁礬土尾礦、廢礦中礦物分布不均勻、難燒結(jié)、雜質(zhì)含量高等難題，達(dá)到調(diào)控鉀、鈉、鐵、鈦在材料中賦存狀態(tài)的目的，制備出鋯莫來石、單晶相莫來石、低鋁莫來石均質(zhì)料，具有二次莫來石化程度高、晶相發(fā)育完整、吸水率低、結(jié)構(gòu)致密、體積穩(wěn)定性好等優(yōu)良特性。
（2）低導(dǎo)熱莫來石磚制備技術(shù)與性能研究。利用原位莫來石轉(zhuǎn)換技術(shù)及二次莫來石化技術(shù)，采用鋯莫來石、單晶相莫來石、低鋁莫來石等均質(zhì)料為主要原料，配合紅柱石開發(fā)低導(dǎo)熱的單晶相莫來石磚、低鋁莫來石磚、鋯莫來石磚。莫來石均質(zhì)料的莫來石晶體網(wǎng)絡(luò)狀骨架結(jié)構(gòu)特性，以及紅柱石原位莫來石化及二次莫來石化過程產(chǎn)生的體積膨脹，可降低莫來石磚顯氣孔率，提高其荷重軟化溫度和熱震穩(wěn)定性。經(jīng)過在水泥回轉(zhuǎn)窯等應(yīng)用實踐表明，低導(dǎo)熱莫來石磚可降低筒體溫度50℃以上，降低筒體載荷5%～10%，同時一定程度降低筒體腐蝕速率，保障水泥窯安全運行。
三、應(yīng)用成效
系列低導(dǎo)熱莫來石磚已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)，截至目前低導(dǎo)熱莫來石磚應(yīng)用突破10000噸，實現(xiàn)銷售額5000多萬元，產(chǎn)品應(yīng)用于金隅冀東、臺泥、華潤等100多條水泥窯，具有良好的應(yīng)用效果。通過降低筒體溫度50℃以上和降低筒體載荷5%～10%，實現(xiàn)熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低0.97kg/t。按照5000t/d水泥窯設(shè)計產(chǎn)能150萬噸計算，每年降低煤耗約1500多噸，降低CO？排放4000多噸。低導(dǎo)熱莫來石磚的推廣對提高礬土資源綜合利用率、實現(xiàn)水泥窯節(jié)能減排具有重要意義。
四、推廣價值
本案例通過利用鋁礬土尾礦資源，調(diào)控雜質(zhì)賦存狀態(tài)，制備高性能莫來石均質(zhì)料，實現(xiàn)低值礦物資源高值利用。基于莫來石均質(zhì)料和紅柱石復(fù)合，揭示了原位莫來石化及二次莫來石化對性能優(yōu)化的機(jī)理，開發(fā)了低導(dǎo)熱莫來石磚制備技術(shù)。同時利用物相優(yōu)化技術(shù)，提高了材料抗堿、鹽的侵蝕性，降低筒體溫度與載荷，有效減緩?fù)搀w腐蝕。本案例技術(shù)打破了高溫工業(yè)原有高純和高價值原料體系局限，具有較好的市場復(fù)制與推廣價值，能夠減少礦土資源消耗，提高能源利用效率，助力建材行業(yè)如期實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。
