DOC《高钛高炉渣综合利用现状及展望》

添加适量的CaO,使绝大部分的钛富集到钙钛矿中,增加钙钛矿的结晶量,促使钙钛矿规则地析出;

将适量的CaF2和MnO加入到熔渣中,能使熔渣粘度降低,提高组元的扩散速率,从而增加了钙钛矿的数量和尺寸;

控制熔渣的熔化温度来改变钙钛矿的析出形态. 采取以上做法,可以有效地使钙钛矿晶粒的平均尺寸增加到40~50μm,TiO2的含量占到熔渣的40~45%,并且85%以上的TiO2都分布在钙钛矿中.最后依照矿石的性质确定分选流程,实现钙钛矿与炉渣的分离[20].钙钛矿是用作生产钛白粉的原料,尾矿可用作生产水泥和复合肥料[13]. 3.4 等离子提钛工艺 另外以武汉科技大学[12]等单位开发等离子提钛工艺,该工艺包括以下步骤:先将高钛高炉渣与还原剂混合均匀后,放到等离子炉内熔炼,获得硅钛铁合金,残渣用于制备水泥或炼钢精炼脱硫剂.最终得到钛含量达到43%以上的还原合金,其中残渣中TiO2含量小于2%.这是一条绿色高钛渣高效利用的重要途径,但需要研究关于硅钛合金应用的相关问题.. 4.高钛渣在其他方面的应用 4.1 高钛渣在混凝土方面的应用 在高钛高炉渣未经提钛之前,其TiO2含量一般较高,一般在达到20%以上.由于TiO2与CaO生成钙钛矿 [21],钙钛矿作为一种晶体,大大减小了高炉渣制作水泥的水硬性.因此不能直接用作水泥的活性材料,需要通过某些手段进行预处理. 在承德钢铁公司等一些企业中,将TiO210%的高炉渣作水泥添加剂,由于高炉渣中TiO2含量过高、结晶性能强、活性低,不能大量添加到水泥中,因此没有得到大范围的应用.攀枝花环业公司利用高钛高炉渣、钢渣和粉煤灰,经研磨、均质等工艺使S75标准的高性能混凝土与水泥添加剂.现已广泛使用,产品经久耐用[22]. 王怀斌[23]等将20%~30%的高钛高炉渣微粉掺入到混凝土中,发现其早期强度相比基准混凝土要低,后期强度的增长率特别高,要高于或大致等于基准混凝土强度,结果表明利用高钛高炉渣微粉作混凝土掺合材料是可行的. 4.2 高钛渣用做渣棉 攀枝花环业利用高钛高炉渣中可提高熔体的表面张力和黏度,增强纤维的化学稳定性的性质,从而开展了使用高钛高炉渣生产的新型矿棉技术,TiO2含量超过15%的高炉渣作为主要原料生产新的渣棉,改善了传统渣棉短纤维,脆性耐潮,耐高温的缺点,扩大渣棉产品的应用范围[1]. 4.3 高钛渣制造烧结矿渣砖 高钛渣成分除TiO2含量偏高外,其他成分与黏土的成分基本一致,本质是硅酸盐材料.以高钛高炉渣为主要原料,以煤矸石或煤渣为内燃剂,通过控制原料配比和工艺流程,可生产出40%高钛渣含量的板烧砖[24].与传统烧结砖相比,适量的TiO2能够有效地提高烧结砖的抗压强度,烧结砖的强度可以达到MU15. 孙希文[25]等以其骨料,粉煤灰、石灰为胶凝材料,经过实验室制研及工业试验,生产出强度达到MU10的钛渣砖,并确定生产配方及工艺流程.此外,还开发出等级在MU15 以上的钛渣实心砖制品,最终的砖制品成本低、强度高,满足国家标准建筑,有广泛的市场应用前景[26]. 5. 结语 近些年来国内外研究学者对于高钛高炉渣综合利用的研究,主要存在这两种方法:一种是提钛法,另一种是直接利用.直接利用路线主要是将高钛高炉渣直接应用于混凝土、渣棉和混凝土砌块等材料,但是该方法利用途径单一,产品的附加值也低,更严重的是造成了钛资源白白的流失.这种方法违背了我国 可持续发展 的生态理念.而提钛法对高钛型高炉渣钛资源的进行了回收利用,但是由于提钛技术存在较大的难度,往往存在高成本、高污染、高能耗、低效益等问题.尽管这两种方法或多或少都存在一些弊端,但是我们仍然要把提钛作为工作的 重中之重 ,最大限度地做到对高钛渣的高效利用.此外,高炉渣提钛是一项复杂的,多元化的问题,我们寄希望于一种工业技术路线的产业化来实现对所有高钛型高炉渣的高收益、无污染的回收利用是不切实际的,高钛渣综合利用的理想模式应该是工艺流程的多元化,同时产品的多样化. 最后,随着科研力量的投入和研究工作者的不懈努力,我们最终会开发多种与高钛型高炉渣综合利用相适应的工艺流程,并走向一条高效益、低成本、无污染、可持续发展的道路. 参考文献: 李兴华,蒲江涛. 攀枝花高钛型高炉渣综合利用研究最新进展[J].钢铁钒钛, 2011,32(2):10-14. 王筱留. 钢铁冶金学(炼铁部分) [M]. 冶金工业出版社, 2000. 翁庆强. 高钛型高炉渣综合利用概述与展望[J]. 四川冶金, 2009,31(6): 40-43. 许俊,韩志伟. 蒙特卡洛优化法在炼焦配煤中的应用[J]. 燃料与化工, 2001, 32(1):13-15. 张巨松,隋智通,申延明,等. 含钛尾矿制备高硅贝利特硫铝酸盐水泥的研究[J]. 钢铁钒钛, 2004, 25(3):41-47. 李胜,李友胜,李鑫,等. 利用提钛尾渣制备六铝酸钙-镁铝尖晶石多孔材料[J]. 耐火材料, 2010, 44(2):100-103. 朱洪波,王培铭,张继东,等. 利用攀钢提钛高炉矿渣制砖[J]. 新型建筑材料, 2010, 37(6):31-33. 李有奇,柯昌明,甘霖,等. 基于攀钢含钛高炉渣提钛尾渣的精炼脱硫剂研究[J]. 钢铁钒钛, 2008, 29(4):26-31. 王秀文,杨智芳. 从攀钢高炉渣中回收铁钛钪的工艺研究及酸浸规律的探讨[J]. 矿产保护与利用, 1991(6):47-52. 刘晓华,隋智通. 含Ti高炉渣酸解动力学[J]. 金属学报, 2003, 39(3):293-296. 王道奎,雷茂林,李本恩,等.用盐酸处理高炉渣方法 :中国, CN1099424[P] .1995-03-01. 丁满堂. 高钛高炉渣利用研究现状[J]. 四川冶金, 2016(3):1-5. 李有奇,柯昌明,侯世喜,等. 碳热法还原攀钢高钛高炉渣工艺研究[J]. 硅酸盐通报, 2007, 26(3):447-451. 邓捷. 钛白粉硫酸法与氯化法清洁生产比较[J]. 中国涂料,2011,(12):14-16+54. 李玉海,娄太平,隋智通,等. 含钛高炉渣中钛组分选择性富集及钙钛矿结晶行为[J]. 中国有色金属学报, 2000, 10(5):719-722. 娄太平,李玉海. 等温过程含Ti炉渣中钙钛矿相弥散颗粒长大研究[J]. 金属学报, 1999, 35(8):834-836. 李晨曦,隋智通,李玉海,等. 高Ti炉渣中Ca―Ti矿相析出过程的计算机模拟[J]. 金属学报, 2001, 37(7):763-766. 夏玉虎,娄太平,隋智通,等. 钙钛矿结晶形貌的研究[J]. 东北大学学报(自然科学版), 2001, 22(3):307-310. 李晨希,王宏,李润霞,等. 含钛高炉渣综合利用研究的进展[J]. 沈阳工业大学学报, 2004, 26(5):495-498. 吴胜利. 高钛高炉渣综合利用的研究进展[J]. 中国资源综合利用, 2013, 31(2):39-43. Gázquez M J,........