將具有嚴重環境潛在危害的廢耐火磚材料安全、高附加值利用是本研究的主要目的。本研究設計了包括 “沉降-包裹”同步反應，以及無水疏水改性的兩步改性流程，實現了廢耐火磚瀝青改性劑的綠色制備，反應完成后廢液中氟化物濃度低于國家一級廢水排放標準（10 mg/L）。改性劑包裹層在為廢耐火磚粉末帶來安全性的同時，二次改性獲得的疏水表面加強了與瀝青之間的相容性。使得該改性劑在瀝青中使用后可以明顯提升瀝青的機械性能，并且在長期穩定性測試中也表現出了極高的穩定性。

本項研究成果為難以處理的鋁工業廢耐火磚材料再利用，提供了一個具有大批量處理、安全性高、高附加值潛力的處理工藝。同時改性工藝步驟簡單、綠色、有效，為后續的工藝設計提供了一個良好的基礎。

應用前景

基于龐大的鋁工業生產規模，每年廢耐火磚材料產生的數量驚人。目前主要采用“固化+堆積填埋”方式進行大規模處理，在消耗土地資源、浪費SRM回收價值的同時，固化后的氟化物依然有滲入環境中的風險。目前市面上的水泥、瓷磚、電解冶金再利用工藝，反應條件要求高、對廢耐火磚材料中的石墨含量要求高，同時還產生含氟廢水廢氣。綜合起來，廢耐火磚材料的再利用要想實際應用，仍面臨大規模應用困難、工藝復雜、高成本以及氟化物長期穩定性不足等潛在風險問題。

將廢耐火磚材料作為改性劑應用在瀝青道路領域可以有效解決這些問題。首先，隨著全球交通網絡運輸建設，瀝青用量不斷增長，全球瀝青的產量和消費量約為100MT/年，瀝青領域對廢耐火磚材料的接收量遠大于其他領域。其次，瀝青道路行業也在尋找一種生產規模大、經濟有效的改性劑以獲取高性能改性瀝青。最后，瀝青具有隔離劑功能，阻止了瀝青內部改性劑與環境直接接觸，一定程度上減少潛在污染的危害可能性，同時對改性劑處理工藝要求更加簡捷。因此，開發一種廢耐火磚材料瀝青改性劑生產工藝非常有實際意義。

本成果對廢耐火磚材料在瀝青中的再利用具有重要的實用價值。通過設計的綠色工藝，所得改性劑可以有效提升瀝青性能，從而使其獲得較高的附加值。此外，該改性工藝還具有加強廢耐火磚改性劑穩定性的功效，從而加強在實際使用過程中廢耐火磚改性瀝青的實際長期安全性。總的來說，本成果的研發可以提高實際工程中使用廢耐火磚材料改性瀝青的質量和可靠性，使其成為廢耐火材料再利用領域的全新體系。

成熟度

本研究目前已與相關企業進行了前期研究，并具備一定的研究基礎。在前期研究中，使用廢耐火磚材料改性劑改性的瀝青粘彈性能在46℃時提升50%以上，并在半年的長期浸泡下對內部的氟化物表現出極強的封鎖能力，具有相當高的強化能力和穩定性，并且后期還會基于本研究進行相關測試，使其在實際工程中發揮相應作用。