通过使用废料来改进耐火材料的制备，不仅能够降低成本、减少环境负担，还能在某些情况下提升材料的性能或开发出新的特性。这是一个充满潜力的研究方向，也是循环经济在高温工业中的具体实践。
以下是如何系统性地实现这一目标的方法、可用废料类型及注意事项：
耐火材料主要追求高温下的体积稳定性、强度、抗侵蚀性和抗热震性。许多工业废料因其含有丰富的铝、硅、镁、锆、碳等元素，可以成为优质的二次原料。
| 废料类型 | 主要成分 | 可制备的耐火材料 | 价值与作用 |
|---|---|---|---|
| 铝工业废料 (废铝矾土、铝灰、电解槽废衬) | Al₂O₃,SiC,C | 高铝砖、浇注料、刚玉莫来石制品 | 提供主要的Al₂O₃来源，替代昂贵的铝矾土或氧化铝。SiC和C可增强抗侵蚀性和导热性。 |
| 钢铁冶金废渣 (高炉渣、钢渣、铁合金渣) | CaO, MgO, Al₂O₃, SiO₂ | 镁质、镁钙质耐火材料，冶金辅料 | 提供MgO、CaO等碱性成分，用于修补料或特定用途的耐火制品。 |
| 废弃耐火材料 (用后的高铝砖、镁碳砖、滑板等) | Al₂O₃, MgO, C,ZrO₂ | 再生耐火砖、浇注料、喷补料、捣打料 | 价值最高。经过处理后，其性能接近原生原料，可大幅降低成本和资源消耗。 |
| 矿渣/尾矿 | 多种氧化物 | 取决于具体成分 | 需分析其矿物组成，可用于调整耐火材料的相组成和性能。 |
废料的收集与分类
源头分类：这是最关键的一步。与产生废料的工厂（如钢铁厂、铝厂、陶瓷厂）合作，建立分类收集体系，避免交叉污染，能极大降低后续处理成本和难度。
按成分分类：将废料按化学组成（如高铝质、硅质、镁质、含碳质）进行分类，为后续的精准配料奠定基础。
预处理与净化
拆除与清洁：对于用后的耐火砖，需先人工或机械拆除表面的水泥浆、熔渣、金属等附着物。
破碎与研磨：使用颚式破碎机、圆锥破碎机等设备将大块废料破碎至所需粒度（如骨料、细粉）。
除铁处理：通过磁选机去除破碎过程中引入的铁质杂质，防止在高温下形成铁瘤影响性能。
均化：将不同批次的废料进行混合，确保化学成分的稳定性，这是保证批量生产产品质量稳定的前提。
优势：
经济性：原材料成本可降低。
环保性：减少固体废物处理，节约原生矿产资源，降低全过程的碳排放。
挑战与应对：
成分波动：应对：建立严格的来料检测和均化工艺。
杂质引入：应对：加强预处理和净化步骤，并在配方设计中考虑杂质的影响。
性能一致性：应对：建立更严格的质量控制体系。
总之，通过改用废料来制备耐火材料是一项系统工程，需要从来源控制、精细处理、配方创新和工艺调整全方位入手。虽然面临挑战，但其带来的经济效益、环境效益和社会效益使其成为耐火材料行业可持续发展的必然趋势。
