耐火材料可承受1500℃以上的高温。对于生产玻璃或陶瓷、有色金属和钢铁的工业炉而言，它们是必不可少的材料。而耐火材料制成品的使用寿命从几天到多年不等，这具体取决于材料、熔化容器中的温度和其他操作参数。因此，尽管全球每年生产多达大约3200万吨废旧耐火材料，却只有其中一小部分会被回收利用。
从初级原料生产耐火材料会产生相当数量的二氧化碳，主要是因为二氧化碳必须从碳酸盐型原料中去除。此外，原材料主要进口到欧洲。目前还没有明显的替代方案——而激光装置将是用于解决这一问题的绝佳方案。
利用激光装置进行自动分拣
RHI Magnesita的资源项目协调员Alexander Leitner解释称：“耐火材料产品可以精确地适应客户的要求。耐高温材料的最佳组成取决于预期的应用、制造工艺和工艺介质的相关化学性质。这意味着我们的产品有非常不同的成分。因此，在回收之前，我们必须尽可能精确地分离它们。”
因此，该项目的中心是一个用于废旧耐火材料的自动分拣系统。激光装置将用于识别传送带上所用材料的成分，而不与它们接触。激光技术来自亚琛的Laser Analytical Systems & Automation公司(LSA)，这是德国弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)的一个分拆公司，专注于开发和生产用于工业应用的实时激光分析系统。
“在Fraunhofer ILT，我们已经开发出一种在线测量技术，可以对传送带上的金属废料进行直接分析，并检测每块废料的成分，”Fraunhofer ILT材料分析小组负责人Cord Fricke-Begemann博士表示，“通过这种多元素分析，我们可以检测到大量的合金。我们现在正在将这些发现转移到耐火材料上。”
研究合作伙伴预计，由于这一项目的发现，他们可以将该行业的潜在回收份额从之前的7%提高到30%-90%。“我们正在将最新的分析技术与最先进的软件相结合，以解决当前的环保问题。我们有望每年减少欧洲80万吨的二氧化碳排放量。”Cord Fricke-Begemann表示。
一种利用激光作为水下金属切割工具的新方法
对水下使用的现代拆除技术的需求也在增长。例如，为了提高海上风力发电厂的发电能力，必须首先在海平面以下拆除旧的钢框架，然后在更大的尺寸上重建它们。
位于德国德累斯顿的弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所(IWS)现在已经找到了一种技术方法，可以将激光作为高效、环保和节能的水中切割工具。
为了切割水面以下的钢铁和其他金属，IWS的研究人员使用短波长的绿色激光，即使在水中也能切割。同时，水作为一种工具，通过压力将产生的熔体从切口排出。这消除了电力损失、额外的燃气管道和其他缺点。在实验室里，这已经奏效了。
2023年9月，IWS将在德国埃森焊接切割展览会(SchweiBen & Schneiden)上展示这种创新工艺。
用激光切割金属并不是一种新方法了。然而，它通常是在干燥的环境中进行的操作——红外线或其他相当长的激光获得放大效益后用于切割金属。
而IWS的工程师们使用的绿色激光器，其波长比目前大多数工业激光器的波长短得多。然而，这是可能的，因为超过1kW级的绿色激光器，已经成为可用于实现必要的切割功率。
在未来，更短波长的蓝色激光版本也是有望轻松实现的。这种短波激光甚至可以穿透水而不会造成重大破坏与损失，因此也可以用于水体。这种在海洋中大量存在的介质可以替代干燥环境中所需的切割气体，从而消除了对天然气管道的需求。
原标题：利用激光装置回收耐火材料，可减少80万吨二氧化碳排放
