高钛重矿渣混凝土应用技术分析

《高钛重矿渣混凝土应用技术分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、武汉科技大学硕士学位论文第3页国固体工业废渣的排放量达6亿吨以上，其中，排在前五位的分别是尾矿、煤矸石，粉煤灰、炉渣、冶金废渣。1995年我国固体工业废渣分布情况见图1．1【9】．我国普通高炉渣利用途径与国外基本一致。除重矿渣的利用外，水淬高炉渣的利用获得长足发展，成为高炉渣利用的主要渠道【1m121．圈1．1工业固体废弃物总量分布情况(1∞5年)水淬高炉渣属于硅酸盐质材料，经研磨后有胶凝性，是一种潜在的活性水硬性物质。基于高炉渣的这一特性，我国从二十世纪七十年代初，就把高炉水淬渣列为统配资源，作为矿渣硅酸盐水泥的重要原料，正式纳入产品销售计划，并制订了‘用于水泥中的粒化高炉矿渣》的

2、国家标准(GB20---78)．将高炉渣用作水泥的活性掺和料时，在保证水泥基本性能的前提下，一般掺入量为40～50％，最高时可达70％。掺入20％的高炉渣可生产42．5K普通硅酸盐水泥，掺入3¨50％，可生产42．5R和32．5R矿渣硅酸盐水泥，这对于迅速提高水泥厂产量和降低产品成本十分有利。我国普通高炉渣在上个世纪末基本实现了废渣资源化和产品化，利用途径主要是作为活性材料加入水泥或混凝土中，而作为混凝土骨料应用于工业及民用建筑中未见报道．没有得到利用的是特殊高炉渣：如包钢的含Th高炉渣、承钢的中钛型高炉渣和攀钢的高钛型高炉渣。1．4含钛高炉渣利用情况及存在的问题1．4．1含钛高炉渣

3、资源分布及利用状况世界上把钒钛磁铁矿作为铁矿资源，粗略估计为401-7亿吨，其中低钛型钒钛磁铁矿类矿床主要存在于前苏联卡契卡纳尔(储量12肛140亿吨)，古谢沃戈尔(储量36亿吨)以及维亚姆、沃尔科夫、第一乌拉尔、捷宾布拉克等地。从二十世纪三十年代初开始，前苏联丘索夫冶金公司和下塔吉尔钢铁公司成功地进行了低钛型钒钛磁铁矿的高炉炼铁，渣中T．02含量在16％以下，一般维持在9~lO％。日本铁矿储第4页武汉科技大学硕士学位论文量少，但钛铁矿较为丰富，曾进行了高炉使用钛铁矿砂的试验研究，渣中Ti02含量只维持在3％以下。对高钛型钒钛矿国外主要是采取回转窑还原——电炉炼铁的工艺。我国河北承德

4、钢铁公司生产的含Ti02约15％的中钛型高炉渣，除部分用作碎石和渣砂外，还有少量用作高炉护炉料，其余堆存。而攀钢高钛型高炉渣中的Ti02含量则在22％～26％左右，出炉后的处理方法主要有两种：一种是自然缓冷生产重矿渣，另一种是水池浸泡生产的水淬渣，数量较少，因无法利用而堆存在渣场。因此，攀钢目前正在大力进行高钛型高炉渣综合利用研究，正在开发的项目及进行的研究主要集中在以下两个方面：1)提取渣中有益元素技术研究；2)直接应用高钛型高炉渣制作建筑材料。在钛元素提取研究方面，国家在“六五”，“七五”、“八五”组织了大规模的科技攻关，近年来地方政府和攀钢也投入大量人力物力，研究试验了多种工艺

5、技术，主要技术方案有：1)高温碳化—低温氯化制取TiCl4—残渣制水泥工艺【协17】；∞高温碳化—碳化渣分选碳化钛工艺【1矧H；3)硅热法还原高炉渣直流电炉冶炼硅钛铁合金工艺【21甾】；4)熔融电解法制取硅钛铝合金工艺[26-27]；5)硫酸法制取Ti02工艺(包括以改性高炉渣为原料)【搏33】；61高炉渣高温改性处理—选择性富集含钛矿物—选矿分离技术[34-381；7)直接选矿富集钙钛矿【39。删；8)其它还有一些用盐酸处理高炉渣提取Ti02的研究等等pI卅．在以上众多研究方案中至今还没有哪项技术兼顾提钛及渣的大量利用并实现工业化生产【1．2】，从技术、经济、环保、市场等多方面对以

6、上典型提钛技术进行综合评价后认为，没有哪一种方法能够有效解决攀钢高炉渣的合理、经济、规模提钛问题，由此可见，今后对攀钢高炉渣利用问题的研究开发应该遵循三条原则：合理、经济、多途径利用高炉渣资源，且要求环境友好，处理量大．1．4．2攀钢高钛型高炉渣在建筑材料中的应用研究情况在含钛高炉渣用作水泥混合材方面，国内外做了大量研究。Jockens等人145’拍l研究发现，含钛高炉渣不能直接用于生产水泥的主要原因是其结晶能力太强，只有当渣中Ti02含量低于lO％时，才能用于生产水泥；德国专家H．GSmoiczyk在1980年第七界国际水泥化学会议上指出：若矿渣中含有大于4％的Ti02，则明显降低

7、水泥的水化强度【4刀．前苏联专家Ya．sh．shkolnick等在1989年中国攀枝花召开的钒钛磁铁矿开发利用国际学术会议上指出，当渣中Ti02在4％以下时，可用作生产水泥的矿物添加剂(即活性掺和料)，当渣中Ti02在5％～11％时，可用于生产水泥熟料(即用作水泥配料入水泥窑煅烧)【勰】．敖进清等【49】的研究表明：普通高炉渣水化指数为105％，同等条件下，攀钢水淬高炉渣水化指数仅为77．5％。重庆大学、武汉科技大学硕士学位论文第5页攀钢、建材院水泥所和重