隨著(zhu)我國經濟的發展,危(wei)廢(fei)量也逐年攀升。 目前(qian)危(wei)廢的處置方式主要包括填埋、堆存(cun)、高溫焚燒等,其中高溫焚燒技(ji)術(shu)使垃圾體積和(he)質量大幅度減少(shao),同時還能(neng)回收余熱和(he)發電(dian),是解(jie)決危廢的一(yi)種(zhong)最有效途徑。但危廢來(lai)源(yuan)廣(guang),組(zu)成(cheng)復(fu)雜,焚燒(shao)后所形(xing)成的渣的性質也(ye)不相(xiang)同,因(yin)此(ci),危廢爐(lu)爐(lu)襯所(suo)用(yong)的(de)耐火材料的(de)選擇(ze)就顯得尤為重要。

危廢(fei)爐爐襯(chen)用耐火材料有碳化(hua)硅(gui)(SiC)質耐火材料、鋁硅(Al 2O3 -SiO2 )質耐火(huo)材料以及鉻剛玉(Al 2O3 -Cr2O3 )質耐火材(cai)料,其中SiC 質(zhi)耐(nai)火材料(liao)的抗渣性能優異 ,但因容易被(bei)氧(yang)化(hua),使用(yong)范(fan) 圍受到限制。而Al 2O3 -SiO2 質耐火材料有著良(liang)好的抗熱震性能,但其組(zu)成中的 Al 2O3 和 SiO2 容易和熔渣(zha)中的(de) Na2O、K2O 以及(ji) CaO 反應生(sheng)成如霞(xia)石(NaAlSiO4 )、鈣長石(shi)(CaAl 2 Si 2O8 )和鉀長(chang)石(KAlSi 3O8 )等低熔點相,加劇(ju)渣對材料的侵蝕。由于Cr2O3 具(ju)有(you)良好的物理和化學穩定(ding)性，在(zai)腐蝕性(xing)介質中超低(di)的(de)溶解度(du)以及超高(gao)的(de)熱化學穩定性(xing),Al 2O3 -Cr2O3質耐火材料(liao)相比其他材料(liao)有更優異的抗渣(zha)侵蝕性(xing)能和物理性(xing)能。

近年來,因施工(gong)和修復更加(jia)方(fang)便,鋁(lv)酸(suan)鈣水泥(calcium aluminate cement, CAC)結合鉻剛玉澆注料作為爐襯材料得到了成功應(ying)用。然而(er)CAC結合鉻剛玉澆注(zhu)料在(zai)服(fu)役(yi)過程中存在(zai)Cr(Ⅲ)被氧化為Cr(Ⅵ)的風險(xian)。這是(shi)因為(wei)CAC中含有(you)CaO,促(cu)進Cr(Ⅵ)的生成(cheng)。研究發現,CAC結合鉻(ge)剛玉(yu)

澆(jiao)注(zhu)料在(zai)升溫的(de)過(guo)程中會形成大量的(de)CaCrO4 和 Ca4Al 6CrO16相,導致澆注料在(zai)服役(yi)過程(cheng)中(zhong) Cr(Ⅵ)含量超標。為了解(jie)決這一問題(ti)在 Al 2O3 -CaO-Cr2O3 體系中引入了(le)微硅粉,降低了(le)材料制備過程中的 Cr(Ⅵ)含量。 即便如此,鉻剛玉澆注料在服役過程中還會(hui)與危廢(fei)爐渣發(fa)生(sheng)化學反應,這(zhe)不僅會影(ying)響鉻剛玉澆注料的(de)服役壽命,也會影響其(qi)在服役(yi)過程中產生(sheng)的(de) Cr(Ⅵ)的含量。以危廢回(hui)轉窯為例,在(zai)燃燒(shao)區用后的鉻(ge)剛玉質耐(nai)火材料就(jiu)被檢測出含有 Cr(Ⅵ) [24] ,這是因為爐渣中的(de)堿(jian)金(jin)屬或者堿(jian)土金(jin)屬會(hui)促(cu)進材料中Cr(Ⅲ)被氧化為(wei)Cr(Ⅵ)。因此,有必要研究 CAC 結(jie)合鉻(ge)剛玉澆注料(liao)與危廢爐渣之間的相互(hu)作(zuo)用;另外,鉻剛玉澆注料受(shou)服(fu)役環(huan)境和施工(gong)條(tiao)件影(ying)響,在實際(ji)爐襯(chen)砌筑(zhu)過程中可能采用(yong)現場直接澆(jiao)筑(zhu)或(huo)燒成制品砌筑(zhu)施工方式,盡管(guan)原(yuan)料的組成相同(tong),但在兩種施工方(fang)式(shi)下形成的物相組(zu)成和顯微結構卻有顯著差異(yi),將直(zhi)接(jie)影(ying)響著(zhu)鉻(ge)剛玉材料爐襯與(yu)渣的反應(ying)過程。