DOC《高钛高炉渣综合利用现状及展望》

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 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 中图分类号:X753 文献标码:A 目前我国攀枝花-西昌地区的拥有丰富的钒钛资源,是一种以除铁钛钒为主要元素外,伴生的铬、钴、镍和铂族等微量元素,以钒钛磁铁矿为主要存在形式的多金属共生的复合矿,是一个闻名全球的 钒钛之都 .截止到2012年底,钒钛磁铁矿已经探明储量超过100亿吨,其中铁矿石储备约达到60多亿吨,大约占国内铁矿总储量的10%;

其中TiO2的存储总量达13*105万吨,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多万吨高炉渣,并且每年还以360万吨的速度递增[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.

1 含钛高炉渣的特点和矿物组成 普通的高炉渣主要含化学成分有四个主要成分为CaO、SiO

2、Al2O

3、MgO以及微量的化学元素MnO、FeO、S等.另外矿渣种类不同,含量也会有差别.钒钛磁铁矿作为一种含有多种元素的共生复合矿,对应地高炉渣的化学成分也是十分复杂,其化学成分表1,除了含有CaO、SiO

2、Al2O

3、MgO四种主要成分之外,还有大量的TiO2,是宝贵战略资源和二次资源. 表1高钛型高炉渣化学成分 Chemical composition of high titani blast furnace slag TiO2 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 22~25 22~26 16~19 22~29 7~9 0.2~0.44 高炉渣中的氧化物以各种硅酸盐矿物的形式存在,其中黄长石、橄榄石、硅酸二钙、硅钙石、硅灰石和尖晶石这几种矿物是碱性高炉渣最常见的,而酸性高炉炉渣根据不同的冷却速率形成不同的矿物 [2].当快速冷却结成玻璃体,往往出现结晶的矿物相,如黄长石,假硅灰石,斜长石等.而对于钒钛磁铁矿,由于在冶炼过程中,一部分的TiO2因铁和钛紧密共生连在一起,进入铁精矿中,冶炼后的炉渣的TiO2在20%以上,形成的高炉渣的矿物组成表2,主要有钙钛矿、攀钛透辉石、富钛结晶矿、尖晶石和碳化钛等. 表2 高钛型高炉渣矿物组成 Mineral composition of high blast furnace slag 矿物组成 钙钛矿 攀钛透辉石 富钛透辉石 尖晶石 重钛酸镁 碳氮化钛 含量 48%~50% 36%~38% 4%~5% 约为1% 3%~4% 约为4%

2 高钛型高炉渣回收利用现状及意义 由于TiO2含量在高钛高炉渣中很高,导致攀枝花的高钛高炉渣中钛资源已占该地区钛资源总量的一半左右.近半个世纪以来,我国的研究人员对高钛高炉渣的综合利用问题做了大量的研究工作,但目前对于高炉渣的利用只局限于少量用作建筑材料,或做铺路材料,其余部分高钛高炉渣,要么堆放储存在渣场、要么是随意丢弃.导致严重的土地资源浪费、生态环境污染问题.特别是造成宝贵战略资源钛白白地流失,以后无法富集再生.相反,如果能够有效的从高炉渣当中提取钛,便可以 变废为宝 ,获得一笔相当可观的矿产资源,具有十分重要的环保效益和经济效益.