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1、复旦大学含钛高炉渣综合利用技术的探讨含钛高炉渣综合利用技术的探讨复旦大学背景介绍1含钛高炉渣非提钛技术2含钛高炉渣提钛技术3结论4复旦大学背景介绍1复旦大学我国攀西，承德地区蕴含着丰富的钒钛磁铁矿资源。钒钛磁铁矿经利用后形成含二氧化钛24%-28%的高钛高炉渣。这些高炉渣由于含钛比较高用于生产矿渣水泥会造成钛资源的浪费，用于生产钛白含钛量又太低。因而不能很好的利用造成大量堆积，即占有空间又污染环境，钛资源还不能得到利用。我国已针对这种情况进行了大量的研究，并取得了一定的成果，但都因处理量有限，二次污染，产品附加值低等问题还没有得到大规模的产业化应用。背景介绍1复旦大学含钛高炉渣非提钛技术含钛高
2、炉渣非提钛技术高钛型高炉渣，目前已累积约高钛型高炉渣，目前已累积约60006000万万t t，并还在以每年约并还在以每年约360360万万t t的速度递增加。的速度递增加。复旦大学背景介绍1含钛高炉渣非提钛技术2含含钛钛高炉渣非提高炉渣非提钛钛技技术术水泥掺和料，混凝土骨料水泥掺和料，混凝土骨料制作墙体材料，矿棉，微晶铸石制作墙体材料，矿棉，微晶铸石光催化降解光催化降解净化高炉煤气水净化高炉煤气水其他用途其他用途方法方法方法方法复旦大学攀枝花环业公司利用高钛型高炉渣、粉煤灰、钢渣经磨细均化等工序制成$75标准高性能混凝土及水泥用掺和料，得到了推广应用，其产品具有耐久性。冶建总院和十九冶建研究所
3、对含钛高炉渣作为混凝土骨料的性能及应用进行了研究，结果表明含钛高炉渣可用作混凝土骨料代替天然砂石。含钛高炉渣非提钛技术2水泥掺和料，混凝土骨料2.1复旦大学用水淬高钛高炉渣为主要原料，石灰、石膏等为辅料，采用挤压成型、蒸养等工艺，制成免烧矿渣砖，用于工业与民用建筑墙体材料。四川省建材工业科研所用含钛高炉渣、石英和氟化钙制作微晶铸石和微晶铸石管，所获产品比普通铸石具有更高的热稳定性和抗冲击性，可代替铸铁、钢材和橡胶作某些设备的耐磨、耐蚀内衬。为了充分利用高炉渣的热能，必须将其热态装入制矿棉的设备中，加入各种助剂，过热后吹制矿棉。制作墙体材料，矿棉，微晶铸石2.2复旦大学在TiO2中有选择性地掺杂
4、适量金属以及稀土离子对其光催化效果能起到很好的改善作用。由于含钛高炉渣中含有大量的TiO2 和一定量的其他成分，如果能够对其进行一定的加工处理，将含钛高炉渣制成能达到一定水平的光催化剂，不失为含钛高炉渣一种新型的利用途径。东北大学的杨合等人将含钛高炉矿渣(除去渣中的金属铁)磨成超细粉，加热到不同的温度，保温2h，冷却后用硅酸钠溶液拌和，涂覆于玻璃表面，制成光催化材料。结果表明，经处理的含钛高炉渣催化剂具有光催化性。光催化降解2.3含含钛钛高炉渣非提高炉渣非提钛钛技技术术优势:会产生巨大经济效益从实验室推广到整个社会，使其成为可利用的工业材料光催化降解光催化降解劣势：消耗高钛高炉渣的量有限，不能
5、从根本上解决含钛高炉渣综合利用问题含含钛钛高炉渣非提高炉渣非提钛钛技技术术尤如蜂窝尤如蜂窝凹凸不平凹凸不平比表面积大比表面积大强度低强度低容重大容重大特点特点含钛高炉水淬渣含钛高炉水淬渣复旦大学利用含钛水淬渣的这些性质，让煤气净化水通过水渣层吸附水中的悬浮物，经其处理后能满足高炉煤气洗涤用水的水质要求，并能循环利用，从而达到处理净化煤气水的目的。从而消除了因煤气净化水直接外排产生的环境污染问题。这个技术，对企业本身而言，除得改善环境污染问题外，还可以节省一部分开支，带来经济效益。净化高炉煤气水2.4复旦大学倪建娣对含钛高炉渣制备抗压强度高的聚合材料进行了研究发现当含钛高炉渣与高岭土按一定的比例
6、配料时，聚合材料的抗压强度能达到要求。但制备出的聚合材料成本很高。采用含钛高炉渣制备泡沫玻璃，其工艺简单，性能优良，有很好的绝热性能，且烧成温度不高，成本较低，含钛高炉渣利用率也很高，不必添加晶核剂，便可得到性能优异的制品。此外含钛高炉渣还可以做抗菌材料，石油支撑剂，固态复合肥。其他用途2.5复旦大学背景介绍1含钛高炉渣非提钛技术2含钛高炉渣提钛技术3含含钛钛高炉渣提高炉渣提钛钛技技术术含钛高炉渣的其他提钛技术含钛高炉渣的其他提钛技术含钛高炉渣制取合含钛高炉渣制取合金提钛技术金提钛技术含钛高炉渣碳化含钛高炉渣碳化-氯化提钛技术氯化提钛技术酸处理含钛高炉渣酸处理含钛高炉渣提钛技术提钛技术碱处理含
7、钛高炉渣提碱处理含钛高炉渣提钛技术钛技术含钛高炉渣中钛的选择性富含钛高炉渣中钛的选择性富集提钛技术集提钛技术方法方法复旦大学东北大学隋智通教授提出了对高钛高炉渣进行冶金改性，通过高温处理使高炉渣中的钛尽量富集到钙钛矿中，同时促进钙钛矿晶粒长大，从而可通过选矿获得钛精矿，完成富集相钙钛矿的选择性分离,然后用硫酸法浸取制造人造金红石。张力等人还研究了高钛渣中钛组分选择性富集到金红石中。钛的选择性富集到钙钛矿的特点是清洁，成本低，能大量处理含钛高炉渣；但工艺流程长，钛的综合回收率低，高效选矿药剂，钙钛精矿的利用，选钛后固体废弃物的利用等需进一步研究。含钛高炉渣提钛技术3含钛高炉渣中钛的选择性富集提钛
8、技术3.1复旦大学2006年严芳等对水淬含钛高炉渣的酸解行为进行了研究。该方法较好的利用了废酸，边浸边磨提高了钛的浸出率，但高炉渣中的镁、铝等有价组分未得到充分利用。四川大学刘代俊等利用微波场改变晶相，用稀硫酸浸取高钛高炉渣，制备出非颜料级钛自，但产生过多的硫酸钙等难处理物，硫酸处理含钛高炉渣生产出钛白粉，回收了钪酸处理含钛高炉渣都要消耗大量的硫酸产生污染，生产效率低，成本高，应用前景不是太好。酸处理含钛高炉渣提钛技术3.2复旦大学在高钛型高炉渣中加入分离剂（Na2CO3 或NaOH） 在高温条件下反应后用水浸取可使高炉渣中的钛含量大大降低从而实现高钛型高炉渣中的渣钛分离。碱处理技术耗碱量比较
9、大，考虑回收钠盐将大大增加成本和全套工艺的复杂程度，钛的富集效果也并不十分理想，同时高温下处理高炉渣会产生较严重的空气污染，该技术的应用前景不大。碱处理含钛高炉渣提钛技术3.3复旦大学含钛高炉渣可制备硅钛铁和硅钛铝合金。采用直流电热法加入适合的还原剂，充分还原高炉渣中的钛，使钛尽可能多的进入合金，降低进入合金中的硅量，使合金品位提高，调整熔后炉渣成分，降低残渣中TiO2含量，充分利用炉渣。钛硅合金可部分取代钛铁用于炼钢，还原残渣可制水泥。生产钛合金技术工艺流程还不完善，加之耗电量较大，成本高，该工艺尚未转入工业规模生产。且产品的应用研究和市场开拓还有很多工作要做。含钛高炉渣制取合金提钛技术3.
10、4复旦大学含钛高炉渣碳化-氯化提钛技术3.5冷却冷却破碎破碎高温选高温选择性碳择性碳化化磁选磁选- -盐盐 酸浸取酸浸取回收回收TiCTiC精矿精矿TiC TiC 在流在流化床进行化床进行低温选择低温选择性氯化性氯化TiClTiCl4 4电解电解得到得到钛钛含含钛钛高炉渣碳化高炉渣碳化-氯氯化提化提钛钛技技术术优点：高温碳化低温氯优点：高温碳化低温氯化避开了分选化避开了分选TiC的困难，的困难，提高了钛的回收率，使提高了钛的回收率，使含含TiO2仅仅24-28的高的高炉渣具备与优质富钛料炉渣具备与优质富钛料相当的应用价值，氯化相当的应用价值，氯化残渣烧制水泥，消除了残渣烧制水泥，消除了污染，产
11、业化前景看好。污染，产业化前景看好。 缺点：氯化过程耗缺点：氯化过程耗 盐酸量大，设备腐蚀严盐酸量大，设备腐蚀严重，产生大量稀盐酸和重，产生大量稀盐酸和带氯残渣等二次污染，带氯残渣等二次污染，TiC 用量也有限。但碳用量也有限。但碳化的工艺尚不够完善氯化的工艺尚不够完善氯化工艺研究整体水平不化工艺研究整体水平不高，还需要进一步研究高，还需要进一步研究 。3.6 含含钛钛高炉渣的其他提高炉渣的其他提钛钛技技术术以承钢含钛高炉渣、(NH4)2SO4和 KHSO4为主要原料通过熔融反应法使其中的钛转化为易溶于水的形式达到回收钛的目的。通过调节含钛高炉渣的成分，在 850 左右通过固液熔分方式将CaO
12、、MgO、A12O3 等杂质首先去除；然后再次调整炉渣成分，将Na2O-TiO2-SiO2 三元复合化合物分解成 Na2O-TiO2 与Na2O-SiO2二元化合物，冷却后通过水溶液的作用进一步去除杂质高钛型高炉渣直接选钛技术研究，思路为“超细磨矿、超细浮选；特殊强化、优化药剂；磁浮联合、钛铁兼收”。3.6 含含钛钛高炉渣的其他提高炉渣的其他提钛钛技技术术硫酸铵硫酸铵提钛法提钛法二步调二步调查法查法直接选直接选钛提钛钛提钛工艺简单可行，原料廉价易得，钛回收率高 ，所得含钛滤液可经氨水沉淀法制备二氧化钛 ，浸出残渣可用作石膏或生产矿渣水泥， 如果经过工程上的进一步改造可以进行大规模的应用。得到的富钛渣纯度较高，挥发损失的氧化钠少，钠资源能循环利用，对环境的污染也小，是一种有效的方法对于综合利用含钛高炉渣。工艺流程短，处理量大，但自然冷却高炉渣结晶粒度太细，TiO22在钙钛矿相中的分布率不到50，要实现经济高效回收非常困难复旦大学背景介绍1含钛高炉渣非提钛技术2含钛高炉渣提钛技术3结论4结论含钛高炉渣非提钛技术含钛高炉渣提钛技术复旦大学我们还需要进一步研究，以寻找一种成本低，不造成二次污染，生产效率高，能大量处理含钛高炉渣并能提取有价元素的工艺。
