Анализ потребления и переработки огнеупорных материалов в стекловаренных печах Китая 

Огнеупорные материалы являются базовой основой высокотемпературной промышленности и теплотехнического оборудования. Они способны выдерживать интенсивные физико-химические и механические воздействия и широко применяются в металлургии, цветной металлургии, производстве строительных материалов, химической промышленности и энергетике. По мере выработки ресурса огнеупоры заменяются новыми, а отработанные материалы направляются на переработку, что соответствует актуальным задачам энергосбережения, сокращения выбросов углерода и рационального использования природных ресурсов.

Состояние отрасли огнеупорных материалов Китая

Китай остается крупнейшим в мире производителем и потребителем огнеупорной продукции, обеспечивая более половины мирового объема выпуска. В последние годы отрасль переходит от этапа экстенсивного роста к модели «зеленого» и качественного развития. В 2023 году общий объем производства огнеупорных изделий составил 22,927 млн тонн, что на 0,36% ниже показателя предыдущего года.

В структуре выпуска:

• плотные формованные изделия — 12,047 млн тонн (–4,47%),

• теплоизоляционные изделия — 0,7535 млн тонн (+32,71%),

• неформованные огнеупоры — 10,1262 млн тонн (+3,0%).

Потребление и структура спроса

В 2023 году объем импорта огнеупорной продукции составил 22,5 тыс. тонн (–11,4%), экспорт — 2,1471 млн тонн (–2,3%). Видимое потребление достигло 20,8024 млн тонн, сохранившись практически на уровне 2022 года.

Основные отрасли-потребители распределились следующим образом:

• металлургия черных металлов — 71,0%,

• цветная металлургия — 5,5%,

• стекольная промышленность — 3,9%,

• цементная промышленность — 6,1%,

• химическая промышленность — 4,0%,

• прочие отрасли — 9,5%.

Благодаря технологическому прогрессу удельное потребление огнеупоров снижается: в металлургии — до примерно 15 кг на тонну стали, в цементной отрасли — менее 0,5 кг на тонну клинкера. В стекольной промышленности также наблюдается тенденция к сокращению расхода.

Структура потребления огнеупоров в стекольной промышленности

Огнеупоры являются ключевым конструкционным материалом стекловаренных печей, напрямую влияя на качество стекла, энергопотребление и срок службы агрегатов. Согласно отраслевому стандарту JC/T60004—2019, стекловаренная печь включает три основные зоны: бассейн расплава (контактирующий со стеклом), надбассейновое пламенное пространство, а также регенераторы и дымоходную систему.

Для печи производительностью 700 т/сутки (флоат-стекло) наибольший объем приходится на:

• глинистые огнеупоры — 40,4%,

• магнезиальные — 30,3%,

• кремнеземистые кирпичи — 11,1%.

Выбор материалов зависит от температурного режима, степени химической коррозии, типа стекла, вида топлива и проектного срока службы печи.

Переработка и повторное использование огнеупоров

Отработанные огнеупоры (за исключением хромсодержащих) относятся к категории общепромышленных твердых отходов. Государственные нормативные документы Китая предусматривают их раздельное хранение и переработку, а также поэтапный отказ от применения хромсодержащих материалов из-за риска образования шестивалентного хрома.

В 2023 году объем образования отработанных огнеупоров в Китае составил около 8,4 млн тонн (примерно 40% от общего потребления), из них порядка 336 тыс. тонн — стекольные огнеупоры.

Основные направления переработки:

1. Переработка электроплавленых кирпичей AZS (Al₂O₃–ZrO₂–SiO₂)
   Верхняя часть кирпича, подверженная сильной коррозии, удаляется, а нижняя — используется повторно. После дробления и сортировки материал применяется в производстве недорогих высокоэффективных огнеупорных бетонов и масс.

2. Рециклинг магнезито-хромитовых материалов
   В Японии такие отходы успешно перерабатываются в шихту для сталеплавильных печей. После дробления, магнитной сепарации и очистки материал используется как огнеупорный заполнитель либо как сырье для металлургического извлечения хрома.

3. Повторное использование кремнеземистых кирпичей
   До 30–35% демонтированных кирпичей могут быть переработаны и использованы для изготовления клиновых кирпичей или легковесных теплоизоляционных изделий.

Процесс переработки включает сортировку, дробление, измельчение, сепарацию и очистку. В ряде случаев требуется дополнительная химическая или термическая обработка для удаления вредных примесей.

Заключение

Огнеупорная промышленность играет стратегическую роль в национальной экономике Китая. Переработка отработанных огнеупоров способствует снижению нагрузки на окружающую среду, экономии сырьевых ресурсов и энергии, а также уменьшению совокупных выбросов углерода.

В условиях реализации политики «углеродного пика» и «углеродной нейтральности» развитие технологий рециклинга становится одним из ключевых направлений устойчивого развития отрасли и всей высокотемпературной промышленности страны.