在波兰,铁矿石多以多金属伴生矿存在,其中的钛元素主要分布于钛铁矿和钛 磁铁矿中。Ryszard Benesch[5]等人研究发现,除去和富集金属钒后所得到的浓缩液 可被用来生产金属结体[6]。他们以五元渣系 CaO-MgO-SiO2-Al2O3-TiO2 为原料,并 加入过量的碳,模拟高炉条件,研究钛在渣和金属中的分布。实验温度分别控制在 1623 K、1673 K 和 1723 K。各温度下分别进行 1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h 的实 验。通过实验,他们得出了在二氧化钛被还原过程中,被直接还原成金属的量和融 入到其他金属中的量。根据实验所得到的数据,确定 TiO2 转变系数与溶解系数。
2 国内含钛高炉渣研究利用现状
(1) 含钛高炉渣的直接利用 大量的含钛高炉渣堆积在渣场,占用了土地资源,扬起的粉尘对渣场以及周边交通安全和环境造成了很大的影响。因此,冶金科研人员最开始研究的是怎样用非 提钛的方法直接利用高炉渣,到目前为止,在含钛高炉渣的直接利用方面已经取得 了一些不错的成果。主要有下面几项① 做净化剂净化高炉煤气水 对含钛高炉渣进行水淬处理,会生成更多的玻璃质晶体,使高炉渣变得容易破碎,高炉渣的颗粒也变得细小,因此比表面积明显增大,含钛高炉渣在经过水淬处理后对于水中的悬浮物具有很强的吸附能力。利用这种特性,郑建忠等采用水淬处 理过的含钛高炉渣对高炉煤气水进行进化处理,其进化结果可观。实验结果表明: 对含钛高炉渣进行水淬处理,处理过后的高炉渣对于高炉煤气水的进化效果显著改 善,高炉煤气水中的各种悬浮物和生化需氧量均有所降低,分别由 1258 mg/L、147 mg/L 下降到 157 mg/L、107 mg/L。都比国家排放标准低,可以循环使用。
② 用于制备矿物基聚合材料 采用振动成型方法,原料使用含钛高炉渣和煅烧高岭土,激活剂采用 KOH 溶液,在 20℃温度下养护 24 小时。制得矿物聚合材料。由于这种材料抗压强度高, 因此应用前景广泛,具有很高的科研价值。倪建娣等对这种材料进行了大量的抗压 强度试验,结果表明在含钛高炉渣和煅烧高岭土分别达到 80%和 20%时,这种材料 的抗压强度达到最高,能够达到 65 MPa。
③ 含钛高炉渣做光催化剂 科研人员对纳米的光催化性能进行了大量研究,也取得了一定成果,这为社会带来了巨大经济效益。研究人员发现,将适量的金属以及稀土离子有选择性地掺杂 到中,能够很好的改善其光催化效果[7]。含钛高炉渣中主要含有一定量的金属与非金属还有一定量的二氧化钛及其他 金属氧化物,因此,科研人员猜测含钛高炉渣可能具有一定的光催化作用。对含钛 高炉渣进行加工处理,制成具有光催化性能的光催化剂,也是对含钛高炉渣的一种 有效的综合利用方法。
对这方面研究比较多的有杨合等,利用含钛高炉渣的高含钛量以及含有的少量 稀土元素这一特点,判断其可以用来制备光催化剂,并且进行了活性艳红 X-3B 光 催化降解实验,实验结果表明,利用这种含钛高炉渣制备出来的光催化的催化效率 可观,可以达到纯二氧化钛光催效率的百分之八十。
④ 用于生产微晶玻璃以及微晶铸石板 肖兴成等对含钛高炉渣的晶化工艺进行了深入的研究,以期能过采用含钛高炉渣为原料,制备微晶玻璃。因为含钛高炉渣中的高二氧化钛量是性能良好的助熔剂 与形核剂,水淬处理过后的含钛高炉渣中会出现大量氧化物的,主要成分可以用来 制备微晶玻璃。实验结果表明,利用含钛高炉渣作为助熔剂与晶核剂制备所得的微 晶玻璃具有比较良好的力学性能和较高的化学稳定性,因为采用水淬处理后的含钛高炉渣制备所得到的微晶比例表面极易出现晶化现象。 含钛高炉渣也可被用来生产具有更好