含钛高炉渣高温熔融改性制备微晶铸石试验研究

刘 伟 陈铁军 王林俊 毕 晟 万军营 张大伟

（1.武汉科技大学资源与环境工程学院，湖北武汉430081；2.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北武汉430081；3.河北睿索固废工程研究院有限公司，河北承德067000；4.承德石油高等专科学校，河北承德067000）

我国钛资源十分丰富，主要为钒钛磁铁矿，储量居世界之首［1］。含钛高炉渣是钒钛磁铁矿在高炉炼铁过程中排出的一种固体废弃物，随着弃置量增大，产生的问题也日趋严重［2］，不仅占用大面积土地，还会破坏植被、污染土壤和水体，对环境造成巨大威胁［3-4］。国家环保部等部门在《“十三五”节能环保产业发展规划》中提到钢铁行业应开发热态炉渣余热高效回收和资源化利用技术，以推动大宗废弃物和新型废弃物的综合利用。

目前，高炉钛渣主要为水淬渣，按渣中含钛量大小分为低钛渣（TiO2<10%）、中钛渣（TiO2含量为10%～15%）和高钛渣（TiO2含量为20%～25%）［5］。对高钛渣与中钛渣主要进行提钛研究，提钛方法包括酸浸法［6］、高温碳化及低温氯化工艺、高炉渣“再冶再选”工艺［7］等；对低钛渣主要进行建材化利用研究［8-10］，如制备水泥原料、矿棉及矿渣砖等。除此之外，含钛高炉渣在催化方面的研究也在不断深入，周秀艳等［11］通过研究氮掺杂含钛高炉渣催化剂，可将重铬酸钾溶液浓度为20 mg/L的模拟废水催化降解，吸附率达到97.80%；王昱征等［12］研究发现硫掺杂高炉钛渣催化剂在pH=2时对甲基橙催化氧化效果最好。然而以上方法并未对高炉钛渣的余热实现高效回收，或在实际应用中仍存在一定局限性。

铸石作为优良的耐磨防腐蚀材料，因优异的防腐蚀性能被广泛地应用在各个行业。通过工业废渣制得的微晶铸石，是人们最为常用的非金属防腐蚀材料之一。铸石作为防腐蚀、耐磨材料，在电力、煤炭、矿山、冶金、化工、建筑等行业中易磨损腐蚀的部位都得到广泛的应用，如酸碱储罐、反应罐、酸洗池（槽）的防腐蚀衬里。随着近几年社会的需求和发展，以及产品生产工艺水平的不断提高，铸石作为内外装饰材料和地面材料已经延伸到更多的应用领域，并出现了用于铺装地面的具有防滑功能的铸石产品［13］。

目前铸石产品主要以玄武岩、矿渣为原料，经过熔融、成型、晶化、退火制得。……