高钛矿渣制备混凝土用矿物掺合料研究

王 帅 吕淑珍 赵 杰 李 军 卢忠远

(1. 西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室 四川绵阳 621010; 2. 西南科技大学材料科学与工程学院 四川绵阳 621010；3. 攀枝花钢城集团凉山瑞海实业有限公司 四川西昌 615000)

高钛矿渣是以钒钛磁铁矿为原料冶炼生铁时产生的熔融炉渣经冷却而得的TiO2质量分数高于15%的工业废渣，根据冷却方式不同，可分为水淬急冷高钛矿渣和自然冷却高钛矿渣两类。以四川地区为例，区域内高钛矿渣排放量近1 000万t/a，多数仍以堆存或简单低值利用为主，环保压力巨大[1]。从TiO2资源保护角度出发，行业从业者提出了多种高钛矿渣提钛工艺技术路线，高钛矿渣高温碳化-低温氯化提钛工艺已开展了示范应用，但该工艺存在工艺复杂、能耗高以及二次污染更为严重的问题[2-3]。当前，高钛矿渣资源化仍以制备各类建筑材料原料为主，如以水淬急冷高钛矿渣制备水泥混合材料或混凝土掺合料，或分别以水淬急冷高钛矿渣和自然冷却高钛矿渣为骨料制备墙体材料和普通混凝土[4-6]。一般来说，水淬高炉矿渣中玻璃体含量高且存在水泥熟料矿物，其所制备的矿渣微粉具备较高的水化活性，但高钛矿渣中TiO2含量高且赋存于物理化学稳定的钙钛矿、钛辉石等矿物中，导致高钛矿渣活性大幅降低[7]。已有以水淬高钛矿渣为原料制备混凝土用复合掺合料的研究，该掺合料表现出工作性优良、降低早期水化热和后期缓慢水化增强的特点。Li等[8]以自然冷却高钛矿渣为细集料和微粉制备了活性粉末混凝土，发现自然冷却高钛矿渣细集料及微粉具有微活性，能够改善活性粉末混凝土界面过渡区并提高其力学性能。……