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1、第29卷第5期山东陶瓷Vol.29No.52006年10月SHANDONGCERAMICSOct.2006·综述·文章编号:1005-0639(2006)05-0029-03含钛高炉渣的利用现状与展望高水静,张文丽(河北理工大学材料学院,唐山063009)摘要由于含钛高炉渣的排放造成了大量钛资源的流失,对它的利用已成为人们关注的焦点。本文介绍了含钛高炉渣的综合利用研究现状,并分析了存在的问题以及高炉渣在光催化领域应用的可行性,对其研究前景进行了展望。关键词含钛高炉渣;综合利用;光催化中图分类号:TQ
2、174.4+6文献标识码:A地砖和釉面砖等,性能达到了同类产品要求的指1综合利用研究进展标。[2]将活化后的含钛高炉渣用作水泥掺和料,使我国蕴藏着极为丰富的钒钛磁铁矿,就攀水泥生产成本提高。将其用作混凝土骨料、水泥钢而言,它每年排放200～300万吨含钛高炉渣,[3]砂浆、铺路石或建筑装饰品的原材料,从攀枝花向至今已累计排放5000多万吨,既浪费了资源,外地运输其成本太高,限制了它的使用。又污染了环境。自20世纪60年代起,我国对含[7～9]1.2制取含钛合金钛高炉渣的综合利用问题做了大量的研究工作
3、,从上世纪60年代末起,重庆大学和攀钢研究主要的成果如下:[4～6]院等开发了含钛高炉渣硅热法冶炼硅钛铁合金工1.1用作建筑材料艺。以含硅75%的硅铁为还原剂,生产出含硅普通的炉渣由于TiO2含量低,可以直接用于42%～44%、含钛19%～23%的硅钛铁合金,用生产水泥,而高炉渣中TiO2含量高,使它在这方它代替钛铁生产出低钛合金钢。面的应用变得困难。有研究表明,活化高炉渣可上世纪80年代,重庆钢铁研究所和重庆铝厂以用于生产钛矿渣硅酸盐水泥,而且试产的800t用熔融电解硅钛铝合金工艺,用高炉渣和Al
4、2O3水泥性能符合国家标准。制得硅钛铁铝合金,钛的回收率为66%。含钛高炉渣在建筑方面的另一个重要应用是[9～11]1.3制取钛化物作为普通混凝土的骨料。含钛高炉渣分为重矿渣攀钢研究院和中南工业大学合作,以攀钢高和水淬渣,重矿渣化学成分稳定,破碎后可用作普炉渣为原料,开发了制取人造金红石和硫酸法制通混凝土的骨料,其性能满足使用要求。水淬渣取钛白粉的新工艺,制取了品位大于98%的金红的物理性能和力学性能接近天然砂,且比天然砂石型TiO2以及焊条级、陶瓷级、颜料级等多种级的强度高、棱角完整,可代替天然砂
5、配制水泥砂浆别的钛白粉,残渣可用于生产水泥。用于建筑工程。上世纪80年代末,完成了用含钛高炉渣制取含钛高炉渣还可以用来制作微晶玻璃。重庆TiCl4的试验研究,用硫酸法提取高炉渣中的Al、市硅酸盐研究所成功地研究出含钛高炉渣微晶玻Ti和Sc。采用硫酸铵脱硫法制取氧化铝,其纯度璃,直接浇注或用离心成形法制成玻璃板、玻璃管为Al2O3>98%。酸解液脱铝后经过常压水解制材和其它形状的玻璃产品。四川轻工研究所和攀取了品位大于98%的金红石型的TiO2。钢研究院等用高炉渣和陶土的混合物制成瓷砖、收稿日期:20
6、06-07-15作者简介:高水静(1980—),河北唐山人,硕士。30山东陶瓷第29卷性。另外,由于多种过渡金属离子具有比TiO2更2存在问题宽的光吸收范围,又会使TiO2更有效地利用太阳以上几种利用途径虽然都一定程度上的解决辐射能。了含钛高炉渣的利用问题,但是它们都存在着各我国富含大量的钒钛磁铁矿,经冶炼,炉渣中3+[33]自的缺陷。含钛高炉渣用作建筑材料,这种方法会含有V离子和Fe。张峰等报道了TiO2尽管在技术上可行[13],但由于各方面条件的限制,至中掺杂V离子扩展了其对光的响应范围;文献今
7、仍未投入工业规模生产。更重要的是3+,这种方对Fe掺杂TiO2进行了较为详细的研究;根据法没有回收炉渣中的钛资源,因此仍未从根本上3+2+报道Fe/Fe的能级比较接近TiO2的导带,而解决含钛高炉渣的综合利用问题。制取含钛合金Fe4+/Fe3+的能级比较接近TiO2的价带,因而的工艺流程也还不完善,尚未转入工业规模的生Fe3+既可成为电子的浅势捕获阱,也可成为空穴产。此外耗电量大、高成本也是这种工艺尚未应的浅势捕获阱,因而减少了电子与空穴的复合,提用的原因。在制取钛化物TiO2、TiCl4、Sc2O
8、3的高了TiO2的光活性。工艺流程中,使用了大量的酸和氯气,这一方面提总之,含钛高炉渣里的这些物质从总体上来高了成本,另一方面造成了严重的环境污染,因此说对TiO2的光催化降解是起改善作用的,炉渣里限制了这些工艺的应用。的钒对TiO2来说是能够有更宽的吸收带;铁离子3在光催化领域应用的可行性分析的存在使TiO2的光催化的活性增强了,而其他的如钙、镁、铝等的存在基本上不会影响TiO2的光有资料显示,冶炼过程能够使钛资源进行一催化性能。次富集,从而使一开始品位较低的钛资源
