利用高钛高炉渣制作建筑烧结砖产业化技术研究
含钛高炉渣资源化综合利用研究
含钛高炉渣资源化综合利用研究本文在全面总结回顾攀钢含钛高炉渣综合利用现状的基础上,提出含钛高炉渣资源化利用的有效途径,以期达到全面和高附加值利用含钛高炉渣的目的。
具体工艺路线是：首先采用简单、易操作的盐酸酸浸法处理含钛高炉渣,使含钛高炉渣中的钛元素富集到酸浸渣中,然后研究酸浸渣的光催化性能和吸附性能,从而获得具有光催化性的高效吸附材料。
本文具体开展了以下研究工作：首先,采用盐酸酸浸法制备出钛含量高的酸浸渣,研究不同工艺条件对酸浸渣中钛含量的影响,确定最佳的工艺条件。
结果表明：原料粒度为120-180μm；酸浸反应温度为95℃；酸渣比为1.5：1(mL：g)；盐酸浓度为8mol·L-1；反应时间为4h；搅拌速度为1400r·min-1,可获得TiO2含量超过45%的酸浸渣。
酸浸反应动力学符合粒径不变的未反应收缩核模型,且浸出过程受内扩散控制。
另外,根据X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)分析得出含钛高炉渣各物相的浸出速度由快到慢依次为：镁铝尖晶石、透辉石、钙钛矿,酸浸渣的比表面积较大,具有较好的吸附性能。
其次,以酸浸渣作为光催化材料降解甲基橙溶液,研究不同酸浸渣煅烧温度、酸浸渣投加量、光照时间、溶液初始浓度、溶液pH和添加强氧化剂H2O2等方面因素对光催化降解甲基橙的影响。
结果表明：酸浸渣煅烧温度为400℃；酸浸渣投加量为10mg；光照时间为1h；溶液初始浓度为10mg·L-1；pH为3,光催化效果最佳；添加强氧化剂H2O2效果非常明显,加入0.04mLH2O2,光催化效率就能达到95%以上。
酸浸渣光催化还原甲基橙遵循L-H动力学规律。
最后,以不同酸浸工艺获得的酸浸渣作为吸附材料,研究对甲醛吸附效果的影响,根据单因素分析法,吸附甲醛性能最佳的酸浸渣的制备工艺为：炉渣粒度为120-180μm；加热温度为95℃；酸渣比为1.5：1(mL：g);盐酸浓度为8mo1·L-1；反应时间为6h；搅拌速度为1400r·min-1,煅烧温度为600℃。
高钛高炉渣综合利用现状及展望
2019年·6·矿产综合利用Multipurpose Utilization of Mineral Resources高钛高炉渣综合利用现状及展望高洋，贵永亮，宋春燕，胡宾生(华北理工大学 冶金与能源学院，河北 唐山 063000)摘要：我国存在极为丰富的钒钛磁铁矿资源，主要集中在攀西地区和河北承德地区。
而高钛渣正是钒钛磁铁矿经过冶炼以后产生的废弃物，随着高炉渣的逐渐增多，环境的问题也越来越严重。
本文简介了几种从高钛渣中提取钛资源技术，高炉渣水淬之后制备混凝土材料、矿棉、矿渣砖等建筑材料。
阐述了高钛高炉渣综合利用的经济效益和环保效益，最后展望了未来高钛高炉渣开发利用的方向。
关键词：钒钛磁铁矿；高钛高炉渣；提钛；综合利用doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2019.01.002中图分类号：TD989；X753 文献标志码：A 文章编号：1000-6532（2019）01-0006-05收稿日期：2017-07-08；改回日期：2018-08-12基金项目：国家自然科学基金资助项目（51404087）；河北省留学回国人员科技活动项目（CL 201616）作者简介：高洋（1993-），男，硕士，主要从事高炉渣制作微晶玻璃工作。
通讯作者：贵永亮（1979-），男，教授。
Email ：gyl@截止到2012年底，攀西地区钒钛磁铁矿已经探明储量超过100亿t ，其中铁矿石储备约达到60多亿t ，大约占国内铁矿总储量的10%；其中TiO 2的存储总量达13×105万t ，占国内已探明储量的90%以上。
随着矿产资源不断地开发利用，目前该地区已累积堆存6000多万t 高炉渣，并且每年还以360万t 的速度递增[1]。
大量的炉渣堆积如山，不仅对环境造成了污染，而且对钛资源造成了严重地浪费。
因此研究含钛高炉渣的回收利用问题，对于企业可持续发展的延续，以及政府倡导“资源节约型，环境友好型”的理念，具有相当重要的经济意义和社会效益。
钛渣用于新型建筑材料的研究
（ ．Ｄ ｐｒ ｎ ｏ ｔｒ ｓ ｉｎｅａ ｄＥ ｇｎｅ ｎ ，Ｔｉｇ ｕ ｎｖ ｒｔ １ ｅ ａｔ ｔ ｆ ｅｉ ｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇ ｓｎｈ ａＵ ｉｅ ｉ ｍｅ Ｍａ ａ Ｓ ｌ ｃ ｉ ｓ ｙ，Ｂ ｉｎ ０ ０ ４ ｈｎ ； ｅｊ ｇ１０ ８ ，Ｃ ｉａ ２．Ｃ ｌ ｇ ｆ ｔ ａｓａｄＥ ｇｎｅ ｎ ， ｉ ｏ ｅｅｏ ｅ ｌ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇ ｌ Ｍａ ｒ ｉ ｉ
ｓｒ ｓ ， ａ ｉ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔ ｎ，ａ ｉ ｇ ｔｍｅ ｉｂ ｅ ａ ｄ ｌ ａ ｈ ｎ ｏ ｕｔ ｎ．Ｆ ｎ ｒｇ ａ ｕ ａ ｉ ｔ ｓ ｃ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｉ ｅ ｏ ｇ ｎ ｉ ，ｆ ｒ ｎ ｅ ｃ ｉ ｇ ｓ ｌ ｉ ｏ ｉ ｅ ｒ ｎ ｌ ｒｔ ｙ，ｈ ｇ ｅ ｔ ｓ ｏ ｍｏ ｄ ｎ ｉ ｈ ｒｓｒ ｓ ｔ ｕ ｉ ｇ，ａ ｉ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｏ ｅ ｌ ｃ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔａｉ ｎ，ｌ ｎ ｅ ｇ ｏ ｇ ｒａ — ｉｇ ｔ ｎ ｍｅ，ｍｏ ｅ ｆ ｅ ａ ｄ ｌ ａ ｈ ｎ ｏ ｕ ｏ ｙ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｉ ｔ ｎ ｉ ｆ ａ ｇ ｏ ｒ ｔｏ ｓ ｗｉ ｉ ｅ ｔ ｉ ａ ｅ． ｉ ｒ ｂｒ ｎ ｅ ｃ ｉ ｇ ｓ ｌ ｔ ｎ ｍａ ｎ ａ ｃ ｈ ｎ ｅ ｓｔ ｏ ｇ ｌ ｍｅ ａ ｉ ｎ ｔ ｎ ｃ ｒａ ｎ ｒ ｎｇ ｉ ｉ ｙ ｈ
（． １ 清华 大 学 材 料 系 ， 京 北 １０８ ；． ００４２ 内蒙 古 工 业 大 学 材 料 学 院 ， 蒙 古 呼 和 浩 特 内 ００６ ； ． 北 大 学 材料 与 １０２ ３ 东
冶金 学 院 ， 宁 沈 阳 １０ ０ ） 辽 １０ ６
关 键 词 ： 钛 高 炉 渣 ； 型 建 筑材 料 含 新
间 、 维 加 入 量 和 酸解 溶 液 加 入 量等 因 素 有 关 ， 一 定 范 围 内 可 以 通过 增 加 含 钛 高 炉渣 粒 度 ， 加试 块 成 型 压 力 ， 纤 在 增
含钛高炉渣综合利用技术的探讨
3 含钛高炉渣提钛技术
3.1 含钛高炉渣中钛的选择性富集提钛技术
• 东北大学隋智通教授提出了对高钛高炉渣进行冶金 改性，通过高温处理使高炉渣中的钛尽量富集到钙 钛矿中，同时促进钙钛矿晶粒长大，从而可通过选 矿获得钛精矿，完成富集相钙钛矿的选择性分离,然 后用硫酸法浸取制造人造金红石。张力等人还研究 了高钛渣中钛组分选择性富集到金红石中。钛的选 择性富集到钙钛矿的特点是清洁，成本低，能大量 处理含钛高炉渣；但工艺流程长，钛的综合回收率 低，高效选矿药剂，钙钛精矿的利用，选钛后固体 废弃物的利用等需进一步研究。
• 在TiO2中有选择性地掺杂适量金属以及稀土离子对其 光催化效果能起到很好的改善作用。由于含钛高炉 渣中含有大量的TiO2 和一定量的其他成分，如果能 够对其进行一定的加工处理，将含钛高炉渣制成能 达到一定水平的光催化剂，不失为含钛高炉渣一种 新型的利用途径。
• 东北大学的杨合等人将含钛高炉矿渣(除去渣中的金 属铁)磨成超细粉，加热到不同的温度，保温2h，冷 却后用硅酸钠溶液拌和，涂覆于玻璃表面，制成光 催化材料。结果表明，经处理的含钛高炉渣催化剂 具有光催化性。
含钛高炉渣综合利用技术的探讨
复旦大学
1
背景介绍
2 含钛高炉渣非提钛技术
3
含钛高炉渣提钛技术
4
结论
复旦大学
1
背景介绍
复旦大学
1 背景介绍
• 我国攀西，承德地区蕴含着丰富的钒钛磁铁矿资源 。钒钛磁铁矿经利用后形成含二氧化钛24%-28%的 高钛高炉渣。这些高炉渣由于含钛比较高用于生产 矿渣水泥会造成钛资源的浪费，用于生产钛白含钛 量又太低。因而不能很好的利用造成大量堆积，即 占有空间又污染环境，钛资源还不能得到利用。
高钛渣的烧结机理与烧结性能研究
高钛渣的烧结机理与烧结性能研究摘要：高钛渣作为一种重要的冶金原料，具有广泛的应用前景。
本研究旨在探究高钛渣的烧结机理以及其对烧结性能的影响。
通过分析高钛渣的物化性质和烧结试验，揭示了高钛渣的烧结机理，并评估了其烧结性能。
实验结果表明，高钛渣在烧结过程中发生了相变和反应，进而影响了烧结体的致密度和力学性能。
这些研究结果对于高钛渣的优化利用具有重要的指导意义。
1. 引言高钛渣是一种含有较高钛含量的冶金废渣，广泛存在于冶金行业的炉渣中。
由于其富含钛元素，高钛渣具有广泛的应用前景，如制备合金、陶瓷和环境治理等。
然而，高钛渣的高钛含量也给其综合利用带来了挑战。
烧结作为高钛渣利用的重要步骤，其性能对最终产品质量有着重要影响。
因此，深入了解高钛渣的烧结机理以及烧结性能对于优化高钛渣的利用具有重要意义。
2. 高钛渣的物化性质高钛渣的物化性质直接影响着其烧结机理和烧结性能。
高钛渣主要由三种成分组成：氧化铁、钛铁矿和矽钛矿。
其中，钛铁矿和矽钛矿是含钛的主要矿物相。
高钛渣在烧结过程中发生相变和反应，这些过程导致矿物相的转变和杂质的析出。
高钛渣的物化性质的变化直接影响着烧结体的致密度和力学性能。
3. 高钛渣的烧结机理高钛渣的烧结机理是实现高钛渣有效利用的关键。
研究发现，高钛渣在烧结过程中发生了相变和反应。
首先，钛铁矿在高温下发生氧化反应，形成了矽钛矿和其他氧化物。
然后，矽钛矿与其他矿物相发生反应，生成了陶瓷相。
这些相变和反应过程影响了高钛渣烧结体的致密度和力学性能。
烧结温度、烧结时间和添加剂等因素会影响着烧结机理的过程。
4. 高钛渣的烧结性能高钛渣的烧结性能是衡量其利用效果的重要指标。
研究发现，高钛渣的烧结性能受多个因素的影响，如烧结温度、烧结时间和矿物相组成等。
实验结果表明，适宜的烧结温度和时间可以提高高钛渣烧结体的致密度和力学性能。
矿物相组成的变化也会对高钛渣的烧结性能产生明显的影响。
因此，在高钛渣的烧结过程中，需要适当控制烧结条件，以获得理想的烧结性能。
含钛高炉渣综合利用技术的探讨课件
含钛高炉渣综合利用技术的发展前景
市场需求驱动
随着全球经济的复苏和钛市场的不断扩大，对含钛高炉渣综合利 用技术的需求将进一步增加。
技术创新推动
随着科技的不断进步，含钛高炉渣综合利用技术有望实现新的突破， 提高资源利用率和降低成本。
政策支持引导
各国政府对环保和资源循环利用的重视，将为含钛高炉渣综合利用 技术的发展提供政策支持和引导。
的方向发展。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
02
含钛高炉渣的特性和利用价值
含钛高炉渣的化学组成和物理性质
总结词
含钛高炉渣的化学组成较为复杂，主要包含钛、铁、锰、硅等元素，物理性质上具有较高的熔点、粘度和密度。
详细描述
含钛高炉渣的化学组成中，钛元素是主要的有益元素，可以用于提取钛金属和钛化合物。此外，还含有铁、锰、 硅等元素，这些元素也可以通过适当的处理方法实现资源化利用。含钛高炉渣的物理性质表现为熔点较高，粘度 较大，密度也较大，这些性质决定了其处理和利用的难度。
ERA
背景介绍
含钛高炉渣是钢铁工 业的副产品，产量巨 大，对环境造成压力。
传统的含钛高炉渣处 理方式存在资源浪费 和环境污染问题。
含钛高炉渣中含有有 价值的钛资源，具有 潜在的经济价值。
研究目的和意义
实现含钛高炉渣的资源化利用， 缓解钢铁工业的环境压力。
提取含钛高炉渣中的钛资源， 提高资源利用率。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含钛高炉渣制备建筑材料技术
技术挑战
该技术的挑战在于如何保证建筑材料 的性能符合标准，同时降低生产成本 。
发展趋势
随着绿色建筑和循环经济的发展，该 技术将得到更广泛的应用。
利用建筑垃圾及高炉渣制备新型烧结砖的研究
全国中文核心期刊幷邂建贰卑中国科技核心期刊MMMMMMMi制用liinlulKg高炽遹制备新型魅结砖的研奔卢红霞叫张灵2,高凯2,蔡飞燕「,郭春*翟佳明1(1.郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450001,2.郑州大学河南省资源与材料工业技术研究院，河南郑州450001)摘要：以高石英含量的建筑渣土、建筑废玻璃和高炉渣为原料制备高性能烧结砖，研究了原料配比、物料含水率、烧结温度对烧结砖性能的影响。
结果表明,原料配比为：建筑渣土80%、废玻璃9%、高炉渣11%,物料含水率13%,925光烧结2h时，烧结砖的抗压强度达89.37MPa,24h吸水率为16.64%,密度为1630kg/m3,性能符合GB/T5101—2017谯结普通砖》规定的(MU30)要求。
其中，建筑渣土为烧结砖骨架和主体，废玻璃助熔降低烧结温度，高炉渣可析晶强化，三种废弃物协同作用既降低了烧结砖的烧结温度，又提高了其性能。
关键词：建筑垃圾:新型烧结砖;高炉渣;析晶;低温烧结中图分类号:TU522.1文献标识码：A文章编号：1001-702X(2019)02-0133-05Preparation of new-type sintered bricks by construction wastes and blast furnace slagLU Hongxia'2,ZHA NG Ling2,GA()Kai2,CAI Feiyan',GUO Chun',ZHAI Jiaming'(1.School of Materials Science and Engineering,Zhengzhou University»Zhengzhou450001>China；2.Henan Institute of Resources and Materials Industry and Technology,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China)Abstract:High-performance sintered bricks were prepared by using high quartz content of construction dregs,waste glasses and blast furnace slag as raw materials.Effects of raw materials ratio»sintering temperature and materials water content on properties of sintered bricks were studied.The results show that when conditions are:construction dregs is80%,waste glasses is9%, blast furnace slag is11%,sintering temperature is925X.and holding time is2h,materials water content is13%,the prepared fired brick sample's compressive strength reaches89.37MPa,24h water absorption is16.64%,density is1630kg/m\and the above performance indicators satisfy the requirements(MU30)of relevant national standard GB/T5101—2017"fired common brick".Building residue is the skeleton and main body of the fired brick»waste glass is fluxed,blast furnace slag can be crystallized and play an enhanced role.The synergistic effect of different wastes not only reduces the preparation temperature of sintered brick,but also improves its performance.Key words：construction wastes,new-type sintered Bricks,blast furnace slags>crystallization,low temperature sintering0引言烧结砖具有强度高、抗风化性能好、不易褪色、施工便捷等优点，是目前广泛应用的建筑主体及装饰材料。
高钛渣在钢铁冶炼中的利用现状与发展趋势
高钛渣在钢铁冶炼中的利用现状与发展趋势高钛渣是一种在钢铁生产中产生的副产品，它含有丰富的钛元素。
随着钛合金的广泛应用和不断增长的市场需求，高钛渣的利用变得越来越重要。
本文将分析高钛渣在钢铁冶炼中的利用现状和发展趋势。
首先，我们来看高钛渣的产生和特点。
高钛渣主要由钛铁矿冶炼过程中的渣液组成。
在钢铁冶炼过程中，钛铁矿作为一种含有钛含量较高的矿石，在还原炉中与焦炭一起还原生成钛铁合金，而剩余的渣液就是高钛渣。
高钛渣一般含有30%以上的钛含量，同时还含有一定量的铁、铝等其他元素。
目前，高钛渣在钢铁冶炼中的主要利用方式有三种：回收利用、物理分离和化学法利用。
首先是高钛渣的回收利用。
由于高钛渣中含有较高的钛含量，可以通过回收利用的方式进行二次提取钛。
一种常用的方法是通过浸出、还原、氧化和溶出的过程，将钛从高钛渣中提取出来。
这种方法具有成本低、回收率高的优点，同时可以获得高纯度的钛产品，能够满足高要求的市场需求。
其次是高钛渣的物理分离。
高钛渣中的钛铁合金可以通过物理分离的方式进行回收。
通过磁选和重选等方法，可以将高钛渣中的钛铁合金分离出来，再进行后续加工和利用。
这种方法不仅能够有效利用高钛渣中的钛铁资源，还可以减少对环境的污染。
最后是高钛渣的化学法利用。
高钛渣中的其他元素如铁、铝等也具有一定的价值，可以通过化学方法进行提取和回收。
例如，可以通过氧化和还原的反应将高钛渣中的铁提取出来，用于生产铁制品。
同时，通过酸浸和碱浸等方法，还可以提取出高钛渣中的铝、硅等元素，用于其他工业领域。
除了以上的利用方式，高钛渣还可以用于冶金反应的助熔剂和熔剂，提高冶炼的效果和产量。
此外，高钛渣还可以用于水泥生产、建筑材料、耐火材料等行业。
随着技术的不断进步和对资源的深入开发利用，高钛渣在这些领域的应用前景非常广阔。
在未来，高钛渣的利用将逐渐趋于多样化和高效化。
随着科技的进步和环保意识的提高，高钛渣的回收率将进一步提高，相关的提取和分离技术也会得到不断改进。
含钛高炉渣综合利用的研究进展
含钛高炉渣综合利用的研究进展景建发;郭宇峰;郑富强;谢小林;杨凌志;陈凤【摘要】我国钒钛磁铁矿经高炉法冶炼后钛资源基本都富集在渣相中,结构复杂,无法进一步回收利用,造成钛资源无法有效利用和环境污染等问题.归纳了国内外含钛高炉渣综合利用方面的研究成果,从整体利用和提钛2方面分别讨论了目前已开发的利用方法所存在的问题.整体利用含钛高炉渣(如制作建筑材料、特种功能材料等)法虽然能解决堆积产生的环境问题,但经济附加值低,且大量的钛资源被浪费,对钛资源的利用率低.在含钛高炉渣提钛利用方法中,直接酸解法或者碱法处理制备的产品品质低,经济性差,还会带来二次污染;含钛高炉渣制备含钛合金的方法成本高、产品应用范围窄;选择性富集分选法提钛时含钛矿物的转变不彻底,并且能耗高、添加剂消耗量大,钛的回收率不高;高温碳化—低温氯化工艺中高温碳化过程可以利用液态炉渣的物理热,大幅降低了碳化工序的能耗,低温氯化过程可在400~550 ℃实现TiC的选择性氯化,避免了钙镁等杂质的影响,且氯化产物杂质含量低,钛回收率高,产品价值高、市场大.在此基础上,指出高温碳化—低温氯化处理含钛高炉渣具备工业化应用前景,值得进一步开展研究.%The titanium resources of vanadium titanomagnetite concentrate are enriched in the Ti-bearing blast furnace slag after the blast furnace smelting in China.The Ti-bearing blast furnace slag has complex compositions so that it can′t be comprehensive utilized.The Ti-bearing blast furnace slag not only brings a huge environment pollution but also lead to the waste of titanium resource.The development of study on comprehensive utilization of Ti-bearing blast furnace slag were summa-rized,emphases the problems existing on the direct-utilization methods and extraction of titanium from Ti-bearing blastfurnace slag.Directly utilize the slag(such as make building material and function material) have a disappoint results of titanium utili-zation efficiency and has little beneficiation value,although it can solve the environmental problems caused by the accumula-tion.The methods of extracting titanium,via direct acid preparation or alkalinetreatment,product quality and economical effi-ciency is low,can cause secondary pollution;blast furnace slag containing titanium produce titanium alloy cost is high,the product application range is narrow;titanium minerals shift not thoroughly by selective enrichment and separation method to ex-tractive titanium,and high energy consumption,large consumption of additives,titanium recovery rate is not high;High temper-ature carbonization and low temperature chlorination process,the high temperature carbonization process can make use of physi-cal heat of liquid slag,greatly reduce the carbonization process of energy consumption,low temperature chlorination process can be realized in 400 ~ 550 ℃ TiC selective chlorination,avoid the influence of impurities such as calcium,magnesium,and chloride products of low content of impurities,titanium recovery rate is high,the product value is high.On this basis,points out that the high temperature carbonization and low temperature chlorination method has industrialization prospect,deserves further research.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】7页(P185-191)【关键词】钒钛磁铁矿;含钛高炉渣;综合利用;提钛【作者】景建发;郭宇峰;郑富强;谢小林;杨凌志;陈凤【作者单位】中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TD925世界钒钛磁铁矿资源储量丰富，现已探明储量超过400亿t，保有储量300亿t[1]，而我国的钒钛磁铁矿资源储量约为98.3亿t，占世界钒钛资源储量的33%[2]。
含钛高炉渣的综合利用
矿产综合利用Multipurpose Utilization of Mineral Resources第6期2020年12月·1·含钛高炉渣的综合利用郝百川，李子越，贾东方，王鹏程，王悦，李慧(华北理工大学 冶金与能源学院，河北 唐山 063210)摘要：含钛高炉渣是钢铁企业中高炉炼铁的主要固体废弃物，实现其合理化利用是目前研究的重中之重。
本文综述了含钛高炉渣的应用现状，如建筑材料、玻璃材料、吸附材料、功能材料、肥料、杀菌剂等方面；并总结了提钛方法，如二氧化钛富集法、真空碳热还原法、熔盐电解法。
最后，对未来的研究方向给予展望。
关键词：含钛高炉渣；钛；应用doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2020.06.001中图分类号：TD 989；TF823 文献标志码：A 文章编号：1000-6532（2020）06-0001-06收稿日期：2020-06-30基金项目：国家自然科学基金（51674120、51874141）；华北理工大学创新创业训练项目（X 2019298）资助作者简介：郝百川（2001-），男，学生，金属材料工程。
通讯作者：李慧（1982-），女，教授，主要从事冶金物理化学研究工作。
含钛高炉渣是高炉冶炼钒钛磁铁矿后产生的副产物，其中含有大量的二氧化钛，是一种宝贵的钛资源。
但缺少有效的处理方法，导致大部分都废弃堆放[1]，目前我国的含钛高炉渣堆存量已经达到8000多万t ，对环境造成了巨大压力，因此含钛高炉渣的高效再利用问题亟待解决。
含钛高炉渣的处理思路一共有两种。
一种是将含钛高炉渣制成某种材料整体利用，一种是提钛处理。
本文针对两个大方面，分别介绍了含钛高炉渣在建材、玻璃和提钛等方面的应用，为进一步实现含钛高炉渣的工业化应用提供参考。
1 含钛高炉渣整体应用1.1 建筑材料含钛高炉渣中除二氧化钛以外，含有粘土以及其他结构稳定不宜粉碎的成分，广泛利用在混凝土以及砖材方面。
利用攀钢提钛高炉矿渣制砖
利用攀钢提钛高炉矿渣制砖朱洪波;王培铭;张继东;王汴文【摘要】提钛渣是采用氯化法从攀钢高钛高炉矿渣中提取钛后的废渣,细度模数0.53,真密度2963 kg/m3,含有大于3%的氯离子和10%的TiO2,结晶矿物成分较多,水化活性较低.经物理化学特性分析表明,可利用其替代粉煤灰和砂制砖,采用占总固体量12%左右的水泥,与18%～38%的提钛渣及45%左右的米石、其余采用黄砂复掺可以制备出M15强度等级免烧砖;采用4.3%的水泥及7.3%的石灰,与30%左右的提钛渣、50%的米石及10%的黄砂复掺可制备M10强度等级的蒸养砖.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2010(037)006【总页数】3页(P31-33)【关键词】提钛高炉矿渣;水泥;石灰;砖【作者】朱洪波;王培铭;张继东;王汴文【作者单位】同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海,200092;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海,200092;攀枝花钢铁公司钢铁研究院,四川,攀枝花,617000;武警工程学院,陕西,西安,710086【正文语种】中文【中图分类】TU522.1+90 前言攀钢钒钛磁铁高炉矿渣中含有20%以上的TiO2，在国家“十一五”科技支撑计划项目支持下从中提取钛资源，提钛后的废渣具有一定的细度和水化活性，但由于含有较高的氯离子而不宜直接用作混凝土掺合料。
研究显示，攀钢钒钛磁铁高炉矿渣中的潜活性氧化物由于形成钙钛矿以及玻璃体中硅氧四面体聚合度较高等原因，而显著降低了水化活性[1]，但其在一定掺量下可以改善混凝土工作性，并可提高后期强度[2-3]，以其为粗、细集料可以使混凝土强度提高5 MPa左右[4]。
本文研究了利用其水化活性制备免烧砖和蒸养砖的可行性。
1 原材料与试样制备1.1 原材料及其化学成分水泥采用中国建筑材料研究院监制生产的“外加剂检验专用基准水泥”（P·O42.5）；生石灰采用建筑工地使用的块状灰经破碎、磨细的粉状灰；粉煤灰为Ⅱ级灰，上海宝钢自备电厂产；原始钒钛磁铁矿渣经过磨细和高、低温过程的提钛处理，最后得到的废渣称为提钛渣，为灰色细砂状的干粉。
高钛烧结矿烧结试验研究
高钛烧结矿烧结试验研究赵佐军李荣玲刘福泉黄晓东邱学先（（宣钢炼铁厂）摘要：随着低钛精粉资源的紧缺，烧结生产中需要使用一部分高钛精粉，使得烧结矿的钛含量升高，而钛会对烧结各项指标产生影响。
本文介绍了在实验室进行烧结杯实验，研究烧结矿二氧化钛，对烧结指标的影响。
关键词高钛烧结矿烧结矿强度利用系数1 前言随着低钛精粉资源的紧缺，使用一部分当地高钛精粉。
烧结矿的钛含量升高，通过试验摸索二氧化钛对烧结指标的影响，为日后使用高钛精粉，进行高钛烧结矿生产提供技术准备。
2试验条件及方法2.1试验条件试验所用精粉化学成分表1 精粉化学成分矿粉种类TFe SiO2 CaO MgO FeO TiO2Al2O3烧损高钛精粉62.52 5.050 1.526.05 6.53 4.250.75 低钛酸精65.37 5.450 1.1428.010.52 1.56 1.22.2试验方法烧结杯内径：300 mm料层高度：500mm点火时间：90s点火温度：1150±50℃点火负压6000Pa烧结负压9600Pa总秤量70kg，混合料水分以满足制粒条件为主，一混为人工混合，二混为滚筒混合4min。
用大于10mm的成品烧结矿铺底料，铺底料2 kg，铺底料高度20mm，采取人工布料，计算机自动控制烧结过程。
烧结结束后，将烧结矿从2m高处自由落下三次，装入振动筛筛300s，大于6.3mm的烧结矿为成品矿，按标准取7.5 kg做强度指标检测。
3. 试验方案与试验结果试验烧结矿碱度为2.2倍，MgO3.1%，FeO8~10%。
入烧进口粉配比20%，根据理论测算烧结矿TiO2含量为0.5%、1.0%、1.5%、1.6%、2.0%。
原料结构见表2表2 原料结构编号烧结杯编号低钛酸精高钛精粉64印粉60印粉FMG钢渣瓦斯灰铁鳞除尘灰高返钙灰镁灰燃料1 SG8221(Ti0.5)35.7001055 2.150.43 3.44 2.5819.358.55 3.59 4.302 SG8131(Ti1.0)25.639.351055 2.150.43 3.44 2.5819.359.25 3.52 4.303 SG8202(Ti1.5)17.9317.961055 2.150.43 3.44 2.5819.358.39 3.47 4.304 SG9042(Ti1.6) 16.35 19.68 1055 2.150.43 3.44 2.5819.358.39 3.33 4.305 SG8261(Ti2.0)9.4426.68 1055 2.150.43 3.44 2.5819.358.39 3.47 4.30实验数据见表2~5。
含钛高炉渣的利用
专题含钛高炉渣的利用（西安建筑科技大学冶金工程学院，西安710055）摘要：本文介绍了我国含钛高炉渣做了一个总体的介绍，并且从非提取钛与提取钛两个方面介绍了目前的研究对含钛高炉渣的利用方法，最后对含钛高炉渣的前景做了分析。
关键词：含钛高炉渣，成分，利用1.含钛高炉渣的概述含钛高炉渣是冶炼钒钛磁铁矿产生的高炉渣。
含钛高炉渣一般由CaO、MgO、Si02、A1203和Ti02等组成，根据渣中TiO2：含量由低到高可以分为：低钛含钛高炉渣(Ti02<10％)、中钛含钛高炉渣(Ti0210％-15％)和高钛含钛高炉渣(渣中TiO2达24％左右)。
含钛高炉渣经过富集形成一种含TiO2：较高的富钛料，TiO2含量一般大于90％。
这种富钛料便于分离或提取金属钛。
国外高炉冶炼使用的钛铁矿石含钛量较低，一般含Ti02不超过3％～4％，其高炉渣中所含的TiO2一般都低于10％。
因此，不需要特殊的加工处理，完全可按普通高炉渣加以利用。
我国铁矿石资源多为伴生矿，尤其在攀枝花和承德等地冶炼钒钛矿时产生的钒钛矿高炉渣，每年排出几百万吨，其中有部分含钛5%以下的矿渣用做水泥掺合料，还有一些生产矿渣碎石以及膨胀矿渣珠。
我国含钛高炉渣主要化学成分：2.高钛高炉渣非提取钛方面的利用2.1 用作建筑材料普通的炉渣由于TiO2含量低，可以直接用于生产水泥，而高炉渣中TiO2含量高，使它在这方面的应用变得困难。
有研究表明，活化的高钛高炉渣可用于生产钛矿渣硅酸盐水泥。
含钛高炉渣在建筑方面的另一个重要应用是作为普通混凝土的骨料。
含钛高炉渣分为重矿渣和水淬渣，重矿渣化学成分稳定，破碎后可用作普通混凝土的骨料，其性能满足使用要求。
水淬渣的物理性能和力学性能接近天然砂，且比天然砂的强度高、棱角完整，可代替天然砂配制水泥砂浆用于建筑工程，将活化后的含钛高炉渣也可用作水泥掺和料。
2.2 用含钛高炉渣制备光催化材料。
有资料显示，冶炼过程能够使钛资源进行一次富集，从而使一开始品位较低的钛资源得到了很好的富集。
攀枝花高钛型高炉渣综合利用现状
攀枝花高钛型高炉渣综合利用现状攀西地区蕴藏着极其丰富的钒钛磁铁矿，其中含有钛、铁、钒、铬等10多种重要战略资源。
攀枝花长期以来致力于其有价元素的回收利用，由于钒钛磁铁矿的独特性，现有技术和生产工艺只能回收利用其中的铁、钒、钛资源，而钛资源的利用率只有近15%，原矿中大约50％的钛进入了铁精矿，在随后的高炉冶炼过程中流入高炉渣中，形成了攀枝花特有的高钛型高炉渣。
攀枝花市于2001年成立了专业处置高钛型高炉渣的攀枝花市环业冶金渣开发有限责任公司。
至今，产业化开发利用仅限于低附加值的建材产品，而高附加值的提钛综合开发由于技术、经济等原因，尚未实现产业化。
一、攀枝花高钛型高炉渣是放错位置的资源（一）攀枝花高钛型高炉渣资源特性攀枝花高钛型高炉渣化学成分复杂。
主要含有二氧化钛22～25%，二氧化硅22～26%，三氧化二铝16～19%，三氧化二铁0.22～0.44%，氧化钙22～29%和氧化镁7～9%。
影响高钛型高炉渣不能综合利用渣中钛资源的主要原因有两个：一是渣中的钛分散在钙钛矿、富钛透辉石、攀钛透辉石、尖晶石和碳氮化钛等多种含钛矿物相中，嵌布关系复杂，其中50%的钛集中在钙钛矿中；二是分散在高炉渣中的含钛矿物相晶粒非常细小，平均只有10微米左右，采用常规选矿技术分离回收钛非常困难。
（二）高钛型高炉渣开发利用经济效益巨大高炉渣因存量大、有益元素丰富、含钛量高等特点而极具开发利用价值。
攀枝花高炉渣已累计堆积了约5000万吨，目前每年仍以近400多万吨的速度递增。
按5000万吨高炉渣存量计算，其中积累的二氧化钛就高达1000万吨左右，而且每年还有约80多万吨的新增量。
如果能有效提取高炉渣中二氧化钛替代日益减少的金红石钛资源，将为我国钛工业的发展开辟新的原料来源。
高炉渣中还含有大量镓、铬、锰、钪、铝、铁等有价元素，这是一笔可观的二次资源。
（三）高钛型高炉渣开发利用环境效益良好长期堆放、存量巨大的高炉渣已经带来了严重的环境问题。
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用 高炉渣 资 源 ， 境保 护 ， 理 量大 。 环 处 攀 钢每 年 生 产高 钛 高 炉 水淬 渣 能 力 约 ３ ５万 ｔ其 ，
少 量 用 于制 作微 粉 和 水泥 混 合材 ， 于钛 矿 渣 中 “ ” 由 钛
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早 将这 一技 术转 化 为生产 ，为攀 钢高 钛高 炉渣 的利 用
开辟新 的途径 。 ２ 工艺 技 术路 线及 其试验 参 数研 究
存 在 以下 主 要 问题 ： 每项 研 究是 单 独 、 ① 孤立 地 进 行 ，
缺 乏相 互 间的 比较 ； 多数 研 究缺 乏对 产 品质量 、 ② 处理
从 ２０ ０ ６年 １ 月份 开始 ， 目组 着手 利用 攀钢 水渣 项 研制 建筑 烧结 砖 。 过项 目组 的不懈 努 力 。 步研 制成 经 初 功 了 以大掺 量攀 钢水 渣 ， 添加少 量 的煤 矸石 （ 煤渣 ）粘 、 土 等塑 性 结 合 剂 生 产 建 筑 烧 结 砖 ．其 产 品 强 度 达 到 ＭＵ１ ５级水 平 ， 品各 项 指标 优 良 ， 型工 艺 和烧 成 工 产 成 艺趋 于 合理 ， 合 技术 经 济 可行 ， 过 产 业 化 研究 。 综 通 尽
必须进 行 自主 开发 。
性较 好 的粘 土 ，不 但可 以解 决水 渣脊 性料 制砖 坯 的塑 性 问题 ， 而且 能够 降低烧 成 能耗 ， 减少 因全煤矸 石烧 结
工序 的难 控制 。导 致产 品过 烧扭 曲 、产 品质量 差 等 问
题 ，因此 水 渣制作 烧结 建 筑砖 不失 为提 高其 利用 量 的
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６７ ２ ） １０ ２
摘要 ： 通过 利 用攀 钢 高钛 高炉 渣制 作 建 筑烧 结砖 的产 业化 技 术研 究 ， 出 了高钛 矿 渣砖 的 生 产 工 艺流 给
中 图分 类 号 ： Ｕ５ ２０ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ２ ．９ Ａ
文 章 编 号 ：０ １ ６ ４ （ ０ ８ ０ — ０ ０ ０ １ ０ － ９ ５ ２ ０ ）２ ０ ５ — ４
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Ｓ０５ ％～ ９ ， Ｉ ３０ ２ ％ ，熔 剂 之 和 为 １％～ ｉ１ ３ ７ ％ Ａ ２ １ ％～ ５ ０ ３
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陶瓷原料 中 ＳＯ 、 Ｉ ｉ ｚ 含量越高 ， 达到一 定粘度 ， ＡＯ 要 需要较高的温度 ； 若熔 剂成分含量高 ， 则达到一定 粘度所 需温度降低 。各种熔剂成 分的助熔效果 各不相 同 ， ａ Ｃ Ｏ、
１ 引 言
的特殊 性 ， 应用 范 围受 到限 制 。 用水 渣 添加部 分 可塑 利
由于攀 钢高 炉渣 含有 ２ ％一 ６ ０ ２ ％的 Ｔ Ｏ ， 攀 钢 高 ｉ 使 炉渣 的综合 利用 成 为一个 世 界级 的难题 。 同时 ， 由于 高 钛 型 高炉渣 是攀 钢 特有 的 ． 有多 少现 成 的经验 可循 ， 没
化生 产 。在其 他用 途方 面 ， 曾做 了很 多 的研 究 。 也 如作 水 泥掺合 料 、作渣 砂代 替河 砂作 混凝 土 骨料 、作 膨胀
珠 、 面砖 、 晶铸 石 、 矿渣 纤 维 、 取 合金 、 釉 微 钛 制 提取 化 工原 料等 ， 的 已经通 过半 工业 试验 。但 是 ， 究 中仍 有 研
上 ，根据 原 料不 同的 特性进 行 调整 。配 料成 分主 要有
从 攀 钢 高炉 渣 已有 的开 发 和研 究评 估 情 况看 ， 由 于市 场 因素 ，单 独使 用某 一种 方 法或 生产 某一 种产 品 都不 可能 完全 解决 攀钢 高炉 渣 的利用 问题 ，今 后 的研
究 开发 应该 遵 循 三条 原 则 ： 理地 、 济地 、 途径 利 合 经 多
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奎鳖 堡 ： 奎蜜羞
利 用 富 钛 高 炉 餐 ｛＝ 建 筑 烧 结 砖 ｝惟 ； ＝ 『
产 业 了 匕技 术 研 究
赵 杰 敖进清 娄 元 涛
（ 钢城 企业总公 司攀枝 花环业 冶金渣 开发 有限责任 公 司， 攀枝花 四川
程 ， 高钛 型 高 炉渣资 源综合 利 用 开辟 了一条 新 的途径 。 为 关键 词 ： 高钛 高炉渣 ； 结砖 ； 烧 产业 化 ； 码烧
量、 发展前景和市场预测等分析； ③技术上的成熟性及 技 术难 点方 面 给予克 服 的可能 性 ；④ 经济 上合 理性 的
客观评 价作 得较 少 。
２１ 利 用 水淬渣 制作 烧 结砖 的配 方设计 原 则 ． 烧结 矿渣 砖配 方设 计参 照传 统硅 酸 盐 陶瓷 的配方
设 计 原 则进 行 ，在传 统 粘 ３ ｉ ２Ａ ２ 和熔 剂成 分 。 中熔 剂 成分 包括 Ｃ Ｏ、 Ｏ、 ０ 其 ａ Ｍｇ
Ｍｎ Ｆ ２３Ｆ Ｏ、 ２ Ｎ ２ ＴＯ 等 。 Ｏ、ｅ０ 、ｅ Ｋ ０、 ａ０、 ｉ２
李 勤 （ ｉ ｙ 在研 究 硅 酸盐 陶 瓷 的烧 结 性能 时 ， Ｒｌ ） ｅ 提 出 了用 三 元 法 表 示 原 料 化 学 成 分 的 Ｒｌｙ三 角 形 ， ｉ ｅ 并 具 体 圈定 形 成适 宜粘 度 的原 料化 学成 分 范 围 （ 图 １ 如 所示 ） 。相 图 中形成 适 宜 粘度 的原 料 化学 成 分 范 围为
ｌ Ｏ
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秸土莒量／
Ｍｇ Ｆｚ Ｏ、ｅＯ 低温助熔效果 不佳 ， 而在高温下 ， 稍有提 温度
有效 途径 之一 。
攀 钢从 很早 就 开始 了对 高钛 型高 炉渣 的提 钛及 综 合利 用研 究 ， 间历经 “ 其 六五 ” “ 五 ” “ 五 ” 、七 、八 国家 级
大规模 的科技攻 关 ， 研究 试验 了多种 工艺技 术 ， 至今 但 还没 有哪 项技 术兼 顾提 钛及 渣 的大量 利用 并实 现 工业