鋯英石對鋁鉻鋯磚抗侵蝕性能及六價鉻形成的影響

徐騰騰，徐義彪，Mithun NATH,李亞偉，張文輝，張衛星，張 晟

(1.武漢科技大學，省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室，武漢 430081；2.武漢科技大學，高溫材料與爐襯技術國家地方聯合工程研究中心，武漢 430081；3.宜興興貝耐火材料制品有限公司，宜興 214200)

0 引 言

隨著我國經濟快速發展，危廢產量逐年增加[1-3]。高溫焚燒技術在有害成分處理的徹底性、排除物的減量化、對多種復雜有機物的適應性等方面優于其它廢物處置技術，是一種較理想的消除危險廢物的方法[4-6]。然而，由于危廢種類繁多、成分復雜，加之焚燒爐內燃燒溫度波動大，危廢焚燒爐作為危險廢物焚燒處理過程中的關鍵設備，其爐襯用耐火材料不僅受到含Na2O、K2O、SiO2、CaO等氧化物熔渣和HCl、SO2等揮發分的侵蝕和沖刷[7-8]，而且還承受著較大的內部熱應力[9]。目前焚燒爐爐襯普遍采用剛玉-莫來石磚或鋁鉻鋯磚砌筑[5,7,10-11]。其中，在剛玉-莫來石磚服役過程中，熔渣及揮發分易與磚體反應形成NaAlSiO4、Na8Al6Si6O28S和Na2O·11Al2O3等化合物，產生較大體積膨脹，導致材料表面剝落或損毀，材料使用壽命較短[8,12-13]。而鋁鉻鋯磚由于磚中Cr2O3在渣中化學穩定性優良且溶解度低[14]，加之ZrO2的增強增韌作用[15]，其作為焚燒爐爐襯材料使用表現出了優異的抗渣侵蝕性能、高溫力學性能和抗熱震性能[16-17]。然而，在含Cr2O3耐火材料的制備過程中，Cr2O3與原料中的堿性氧化物及雜質(如CaO、Na2O和K2O等)接觸，可能被氧化為有毒的水溶性Cr(VI)化合物(Na2CrO4、K2CrO4、CaCrO4和Ca4Al6CrO16等)[18]；此外，在服役過程中，熔渣的組成及堿度也會對含Cr2O3耐火材料中Cr(VI)的形成產生顯著影響[19]。……