国内外含钛高炉渣的研究现状与利用
时间:2023-02-07 21:49 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的副产品，是一种固体废弃物。高炉渣的化学成分主要有氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化铝和氧化锰等。高炉渣的成分和性质随炼铁原料的成分与炼铁工艺流程的变化而变化。不同炼铁厂所排放的高炉渣成分都不相同。高炉渣的分类有很多，可按照不同标准对其进行分类。若按照高炉渣的碱度分类可分为碱性渣、中性渣和酸性渣（碱性氧化物之和与酸性氧化物之和的比值称为碱度，用R表示）。当R大于1时为碱性渣，当R等于1时为中性渣，当R小于1时为酸性渣。除此之外，还可根据高炉渣的形态进行分类，这种分类方法最为直观，可分为粒状渣、块状渣、纤维状渣和粉状渣等。87367 随着我国经济的发展，冶金、桥梁、汽车和航空等多个领域都需要利用钢铁作为原材料，钢铁也逐渐成为社会不可替代的骨架，与人们的生活息息相关。炼铁工业的飞速发展，必然带来大量高炉渣的排放，由于上世纪人类的环保意识薄弱，没有正确认识到利用高炉渣的重要性，因此造成高炉渣任意堆放。长久以来，随着高炉渣堆积的日益增多，不仅占了大量土地，而且高炉渣中有用资源也被浪费。地球上的矿产资源都是不可再生的，要想持续发展，就必须把目光转向高炉渣上。目前，发达国家大多非常重视高钛高炉渣的研究与利用，广大发展中国家也参与其中，共同研究利用高炉渣，也取得了一定的成就。美国从上世纪就开始着重对高炉渣的研究与利用，至今已取得显著成果。从上世纪中期，美国国内的的高炉渣排放与利用就接近了平衡状态。发达国家的排放的高炉渣中TiO2含量较低，其利用难度系数较小，比较容易利用，但我国的高炉渣中TiO2含量有的甚至可超过20%以上，因此，增加了其利用难度。此外，低钛型高炉渣可用于制作水泥，基本不影响水泥的强度，但是我国的高钛型高炉渣若与水泥参合，大大降低了水泥的强度，因此高钛型高炉渣不能直接利用。我国从上世纪中期开始着重研究含钛高炉渣，至今也取得一定成果，但高炉渣的综合利用前景很大，还有待于进一步研究。目前我国对含钛高炉渣的利用存在不足，仅有少部分用于制作建筑材料和肥料等，其余大部分还被弃之不用，造成了钛资源的浪费。因此在对含钛高炉渣的利用过程中，提取其中的钛元素也至关重要。论文网 1国外研究与利用现状 Ryszard Benesch[5] 等人以五元渣系为原料，进行了TiO2的还原实验，用过量的碳将钛元素转变成金属，该实验分别在1723K，1773K和1823K温度下处理6小时后得以达到平衡态。 Morizane Y[6]等通过1773K时CaO-SiO2-10%MgO-Al2O3-TiO1。5-TiO2矿渣和饱和碳离子及CO原子之间的平衡研究来测定矿渣中TiO1。5和TiO2的活性。这些热力学参数能够用于预测高炉中钛的碳氮化物形成。为了计算氧化铁的活度，他们通过测量钛在碳饱和铁中与碳化铁的平衡溶解度，对饱和的Fe-C-Ti中钛的活度系数进行了检测。 M．Dondi[7]人通过XRF-EDS、XRD、DRS等方法对钛渣陶化过程中出现的相变反应和着色机制进行了研究。钛渣烧制成铁板钛矿的过程中发生了剧烈的颜色改变，这是二价铁离子及三价钛离子被热氧化为三价铁离子和四价钛离子的结果。这种钛渣产生的深棕色在低温（1050℃）和高温（1200℃）下都很稳定，适合用来做瓷砖。该研究所用原料中二氧化饮含量较高，对于通过含钛高炉渣制备得到的富钛料的研究有一定借鉴作用。 2国内利用现状 林琳等[8]采用NaOH 熔融分解高 钛渣，之后 3 级逆流水洗回收 NaOH 溶液，最后蒸发 浓缩回收 NaOH 分离剂，得到 TiO2 含量为 95% 的产 品。薛天艳等[9-10]采用 NaOH 熔盐处理高钛渣，产 品中 TiO2 的品位提高至 99% 左右。付晨晓等[11]在 500 ～ 700 ℃采用渣碱共融法处理高钛电炉熔分渣， 保温时间超过 30 min 时钛的萃取率达到 98% 以上。 (责任编辑：qin) |