成果简介
将具有严重环境潜在危害的废耐火砖材料安全、高附加值利用是本研究的主要目的。本研究设计了包括 “沉降-包裹”同步反应，以及无水疏水改性的两步改性流程，实现了废耐火砖沥青改性剂的绿色制备，反应完成后废液中氟化物浓度低于国家一级废水排放标准（10 mg/L）。改性剂包裹层在为废耐火砖粉末带来安全性的同时，二次改性获得的疏水表面加强了与沥青之间的相容性。使得该改性剂在沥青中使用后可以明显提升沥青的机械性能，并且在长期稳定性测试中也表现出了极高的稳定性。
本项研究成果为难以处理的铝工业废耐火砖材料再利用，提供了一个具有大批量处理、安全性高、高附加值潜力的处理工艺。同时改性工艺步骤简单、绿色、有效，为后续的工艺设计提供了一个良好的基础。
应用前景
基于庞大的铝工业生产规模，每年废耐火砖材料产生的数量惊人。目前主要采用“固化+堆积填埋”方式进行大规模处理，在消耗土地资源、浪费SRM回收价值的同时，固化后的氟化物依然有渗入环境中的风险。目前市面上的水泥、瓷砖、电解冶金再利用工艺，反应条件要求高、对废耐火砖材料中的石墨含量要求高，同时还产生含氟废水废气。综合起来，废耐火砖材料的再利用要想实际应用，仍面临大规模应用困难、工艺复杂、高成本以及氟化物长期稳定性不足等潜在风险问题。
将废耐火砖材料作为改性剂应用在沥青道路领域可以有效解决这些问题。首先，随着全球交通网络运输建设，沥青用量不断增长，全球沥青的产量和消费量约为100MT/年，沥青领域对废耐火砖材料的接收量远大于其他领域。其次，沥青道路行业也在寻找一种生产规模大、经济有效的改性剂以获取高性能改性沥青。最后，沥青具有隔离剂功能，阻止了沥青内部改性剂与环境直接接触，一定程度上减少潜在污染的危害可能性，同时对改性剂处理工艺要求更加简捷。因此，开发一种废耐火砖材料沥青改性剂生产工艺非常有实际意义。
本成果对废耐火砖材料在沥青中的再利用具有重要的实用价值。通过设计的绿色工艺，所得改性剂可以有效提升沥青性能，从而使其获得较高的附加值。此外，该改性工艺还具有加强废耐火砖改性剂稳定性的功效，从而加强在实际使用过程中废耐火砖改性沥青的实际长期安全性。总的来说，本成果的研发可以提高实际工程中使用废耐火砖材料改性沥青的质量和可靠性，使其成为废耐火材料再利用领域的全新体系。
成熟度
本研究目前已与相关企业进行了前期研究，并具备一定的研究基础。在前期研究中，使用废耐火砖材料改性剂改性的沥青粘弹性能在46℃时提升50%以上，并在半年的长期浸泡下对内部的氟化物表现出极强的封锁能力，具有相当高的强化能力和稳定性，并且后期还会基于本研究进行相关测试，使其在实际工程中发挥相应作用。
成果展示
知识产权情况
成果完成人
化学化工学院：李晶
成果转化，请联系成果与合作处，联系人：刘老师，联系电话：0771-3272162。