V_5_掺杂含钛高炉渣光催化抗菌材料的制备及抗菌性能研究

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。

高炉渣与转炉渣综合利用

高炉渣与转炉渣综合利用 摘要：转炉炼钢过程中的主要副产品是转炉渣，目前我国转炉渣的利用率仅为10%。为提高转炉渣的利用率，应按照分析成分、制定利用方案、综合处理、分级利用 4 个主要步骤，根据当地的实际情况，建立不同适应性的阶梯利用方式，以实现最好的社会效益、环境效益和经济效益。介绍了当前国内外高炉渣综合回收与利用现状，对比分析了高炉渣各种处理工艺的优点和不足，展望了高炉渣回收与利用的发展趋势。 关键词：普通高炉渣；含钛高炉渣；综合利用转炉渣；综合处理；利用；分析 1高炉渣处理工艺与综合利用 高炉渣是冶炼生铁过程中从高炉中排出的副产品，是我国现阶段最主要的冶炼废渣。在20世纪70年代以前，一直作为工业废弃物堆放。随着钢铁工业的发展，各种高炉渣的堆积量日益增大，高炉渣的堆积不仅对环境造成了严重污染，也是一种资源的严重浪费，随着世界范围资源的日益贫乏，对高炉渣进行综合利用，变废为宝已刻不容缓。 1.1高炉渣的化学成分 高炉渣有普通高炉渣和含钛高炉渣。普通高炉渣的化学成分与普通硅酸盐水泥类似，主要为CaO、MgO、SiO2、Al2O3和MnO。含钛高炉渣中除含有上述物质外，还含有大量的TiO2。见表1 表 1 高炉渣的化学成分 高炉渣的处理工艺可分为水淬粒化工艺、干式粒化工艺和化学粒化工艺。在我国工业生产中，主要以水淬粒化工艺作为高炉渣的处理工艺，但水渣处理工艺存在以下问题 : 新水消耗量大、熔渣余热没有回收、系统维护工作量大、冲渣产生的二氧化硫和硫化氢等气态硫化物带来空气污染。粉磨时，水渣必须烘干，要消耗大量能源。因此，利用干法将高炉渣粒化作为水泥原料，同时高效利用炉渣显热，减少对环境的污染，是高炉渣处理的发展趋势。 1.2国内外高炉渣处理工艺概况 1.2.1 水淬粒化工艺 水淬粒化工艺就是将熔融状态的高炉渣置于水中急速冷却，限制其结晶，并使其在热应力作用下发生粒化。水淬后得到沙粒状的粒化渣，绝大部分为非晶态。其主要方法有:底滤法、因巴法、图拉法、拉萨法等。水淬粒化工艺处理的高炉渣，玻璃质(非晶体)含量超过95%，可以用作硅酸盐水泥的部分替代品，生产普通酸盐水泥。但此法不可避免地释放出大

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。攀钢已经在东渣场及西渣场堆放了约4000多万吨高炉渣，1993年投入使用的巴关河渣场，1996年起便成了攀钢排弃冶金渣的唯一场所，造成了环境污染，影响了长江上游的生态环境。 因此，攀枝花高钛型高炉渣综合开发利用对于减少我市冶金废渣带来的环境污染，实现人与资源、人与环境和谐共处，促进社会经济的可持续发展具有重大意义和深远影响。 二、攀枝花高钛型高炉渣综合利用研究及产业化情况 从上世纪七十年代开始，围绕高炉渣提钛利用和非提钛利用，先后开展了大量的研究和实践探索，取得了许多成果，部分已实现产业化。 （一）高钛型高炉渣提钛开发利用研究 主要进行了三大方面的研究：一是复合提取高炉渣中的钛资源；二是从渣中提取硫酸法钛白粉原料；三是从渣中提取氯化法钛白粉和海绵钛原料。具体研究情况为： 1、高温碳化—低温氯化制取四氯化钛—残渣制水泥工艺研究。“七五”、“八五”期间，攀研院进行了高钛型高炉渣电炉在1300℃~1600℃的范围内熔融还原碳化制取碳化渣，在282℃~714℃的范围内氯化制取四氯化钛，以及氯化残渣制水泥的实验室研究、扩大试验研究和高温碳化的工业性试验研究。该工艺流程短、分离效率高，可兼顾提钛与渣的综合利用，有产业化前景。 2、用硫酸法提取二氧化钛及氧化钪研究。“八五”期间，攀研院、湖南稀土金属材料研究所、中南工业大学、冶金建设研究院对从攀钢高炉渣中提钛、钪等元素进行了联合攻关，完成实验室小试后进行了扩大试验。其主要方法是用硫酸浸取高炉渣，经过水解、萃取、沉

高钛型高炉渣选择性还原前后物相演变规律探讨

冶金分析,2017,37(6):14-19M e t a l l u r g i c a lA n a l y s i s ,2017,37(6):14-19D O I :10.13228/j .b o y u a n .i s s n 1000-7571.009888高钛型高炉渣选择性还原前后 物相演变规律探讨 史志新,刘锦燕 (攀钢集团研究院有限公司,钒钛资源综合利用国家重点实验室,四川攀枝花617000 )摘一要:还原气氛下高炉渣中含钛物相的变化规律是高炉渣高温碳化的关键三实验综合偏光显微镜二扫描电镜(S E M )二矿物自动解理系统(M L A )和X 射线衍射仪(X R D )对比还原前后高炉渣物相形貌变化,微区成分变化及物相组成变化规律三结果表明,还原前后高炉渣中串珠状的钙钛矿转变为弥散状的碳化钛,深绿色板状的富钛透辉石消失不见;微区成分变化显著的是钛元素也从还原前高炉渣中的钙钛矿二攀钛透辉石和富钛透辉石中逐渐转移到碳化钛相和残留的含钛透辉石相中,其含量占还原后全钛的73.69%以上;还原后物相组成明显的变化是钙钛矿和富钛深绿透辉石的减少,碳化钛含量明显增多三关键词:高钛型高炉渣;选择性还原;形貌;物相演变 文献标志码:A一一一一文章编号:1000-7571(2017)06-0014-06 收稿日期:2016-03-24 作者简介:史志新(1984-),男,工程师,硕士,主要从事钒钛资源工艺机理研究;E -m a i l :s h i z h i x i n 10@163.c o m 一一攀钢根据多年对高炉渣的研究成果, 认为 高钛型高炉渣高温碳化-低温选择氯化制取T i C l 4 是迄今为止可望大规模有效利用高炉渣中钛资源最具产业化 的工艺路线[1-3 ]三该技术首先将高炉渣中的T i O 2还原 为碳化钛,再利用碳化钛氯化反应的热力学和动力学优势,在低温下将碳化钛选择氯化生成T i C l 4, 氯化渣水洗脱氯后用作水泥原料[ 4 ]三与其他技术相比该工艺流程简短,且钛的利用率可以达到70%以上三 该工艺中由于含钛型高炉渣中含钛物相的粒度 十分细小(小于10μm ) ,各矿物相间存在复杂的界面结合力[5-6 ],如何改变高炉渣中的含钛物相,弱化矿物相间的界面结合力从而达到最大程度提取高炉 渣中的钛组分成为科研人员急需解决的问题[ 7 ]三目前国内关于高炉渣选择性还原前后含钛矿物结构和成分变化的研究资料比较匮乏,本文从物相的微观角度出发研究高炉渣还原前后含钛物相的微观形貌二物相组成和元素分布情况,尤其是选择性还原后钛元素的赋存规律等微观结构研究对高炉渣提钛的综合利用具有指导意义三 1一实验方法 1.1一原料 高炉渣和还原渣取自攀钢巴关河2200k V A 电炉高温碳化工艺中的同一批次试验渣,粒径在93~178μm 范围内三高炉渣和还原渣的化学成分组成见表1三 表1一高炉渣和还原渣的化学成分组成 T a b l e 1一C h e m i c a l c o m p o s i t i o no f b l a s t f u r n a c e s l a g a n d r e d u c i n g s l a g w /%原料M a t e r i a l C a O S i O 2 M g O A l 2O 3 T i C T i O 2 高炉渣25.8825.497.9213.510.60922.39还原渣27.8224.838.2213.3413.460.00 原料M a t e r i a l T F e F e O M F e V 2O 5M n O 高炉渣2.10.7721.51.520.652还原渣 <0.5 0.00 <0.5 0.133 0.46 1.2一仪器及主要参数 矿物自动解理系统(M L A ,美国F E I 公司) :工作电压,25k V ;工作电流,40μA ;束斑,7.33; 测量模式,X B S E 三 41 万方数据