钢铁是全球经济中最主要的工程质料。。。。。。而钒钛磁铁矿作为炼铁质料在天下上的存量很大（约 200 亿吨） [1] 。。。。。。我国四川攀枝花拥有储量高达 100 亿吨的钒钛磁铁矿，，，，，，，是我国三大铁矿之一，，，，，，，占有天下含钛铁矿储量的一半 [2] 。。。。。。然而，，，，，，，钢铁工业一直对情形有着较大的影响。。。。。。为响应国家“双碳妄想”招呼，，，，，，，将控制钢铁企业二氧化碳的排放，，，，，，，增进其与情形坚持协调一致。。。。。。

钢铁的大规模生产不可阻止地陪同着产出大宗的炉渣。。。。。。冶炼钒钛磁铁矿所产出含钛高炉渣的处置惩罚是钢铁工业可一连生长的一大挑战 [3] 。。。。。。若没有对含钛高炉渣举行起劲有用的处置惩罚，，，，，，，可能会使其有害因素渗入地下，，，，，，，严重破损周围生态系统，，，，，，，会严重威胁住民用水；；；；；；；；还会导致粉尘扩散到空中，，，，，，，使得大气情形中的颗粒物增添，，，，，，，降低空气质量。。。。。。因此怎样高效举行含钛高炉渣的资源化使用，，，，，，，使含钛高炉渣变废为宝，，，，，，，避免对情形爆发污染，，，，，，，又给相关行业提供适合的质料变得极为主要 [4-6] 。。。。。。目今，，，，，，，针对含钛高炉渣资源化使用的要害为对钛元素和余热的使用。。。。。。

部分企业使用钛含量低的含钛高炉渣制作水泥，，，，，，，由于钛含量较低不会对水泥的强度爆发较大影响 [7] 。。。。。。严芳等 [8] 发明制备混凝土所需的自然砂可以用含钛渣来替换，，，，，，，并使其力学性能能够有所包管。。。。。。但这些使用含钛高炉渣的方法为低价值使用，，，，，，，没有对含钛高炉渣中钛元素高效使用，，，，，，，造成了极大地铺张。。。。。。曹洪杨等 [9] 发明关于含钛高炉渣在相宜条件下对其举行酸浸处置惩罚，，，，，，，能够获得 95%以上的钛浸出率。。。。。。龙雨等 [10] 发明对含钛高炉渣举行高温碳化处置惩罚，，，，，，，其提钛的最佳温度是为1450 ℃，，，，，，，碳化钛在碳化渣中的比例能够抵达 38.35%。。。。。。上述要领能够使用到含钛高炉渣中的钛元素，，，，，，，有用接纳其中的钛资源，，，，，，，可是处于实验阶段，，，，，，，尚不可大规模运用于生产实践中。。。。。。故需要为含钛高炉渣的高效资源化使用提供一个新的方法。。。。。。

因此，，，，，，，怎样科学处置惩罚产量重大、因素重大的含钛高炉渣，，，，，，，使其减量化、无害化、资源化，，，，，，，从而推动我国钛资源高效、清洁、可一连使用，，，，，，，在改善我国能源结构的同时，，，，，，，抵达；；；；；；；；で樾蔚哪康模，，这已成为我国重点关注的课题。。。。。。

1 、含钛高炉渣使用途径调研

含钛高炉渣的形成流程如图 1 所示。。。。。。

含钛铁矿石首先举行精炼，，，，，，，成为铁精矿，，，，，，，将其在高炉中举行冶炼，，，，，，，而含钛高炉渣则为其产品之一 [11] 。。。。。。某含钛高炉渣因素如表 1 所示。。。。。。TiO₂ 的含量为 22.19%，，，，，，，CaO 含量为 20.34%，，，，，，，SiO₂ 含量为 17.80%，，，，，，，Al ₂ O₃ 含量为 14.59%，，，，，，，MgO 含量为 8.20%。。。。。。

1.1 含钛高炉渣低附加值使用

由图 2 可知含钛高炉渣制作水泥和混凝土的流程。。。。。。将含钛高炉渣作为水泥掺混料，，，，，，，加入到通俗水泥中，，，，，，，混淆匀称，，，，，，，制备成硅酸盐水泥。。。。。。当高炉渣中钛含量低于 10%时，，，，，，，整体含钛高炉渣与通俗炉渣性能相似，，，，，，，可直接作为掺混料。。。。。。然而，，，，，，，当高炉渣中钛含量高于 10%，，，，，，，与通俗炉渣性能有显着的差别，，，，，，，会严重影响到最终水泥制品的性能。。。。。。故需按一定比例加入至通俗水泥中，，，，，，，最终形成硅酸盐水泥 [12] 。。。。。。在胶结料中加入含钛高炉渣，，，，，，，改变胶结料中差别质料的比例，，，，，，，形成新的胶凝质料，，，，，，，再将其与集料混淆匀称，，，，，，，最终形成混凝土。。。。。。此要领设置出的混凝土性能优于古板混凝土，，，，，，，其力学的性能优异 [8] 。。。。。。

含钛高炉渣生产微晶玻璃的工艺流程如图 3 所示 [13] 。。。。。。图 3（a）熔融法所示，，，，，，，含钛高炉渣加入形核剂，，，，，，，在高温情形下举行熔化和均化，，，，，，，并形成玻璃熔体。。。。。。再举行浇注成型形成基础玻璃素坯。。。。。。随后对其举行退火和热处置惩罚最终形成微晶玻璃 [14-17] 。。。。。。图 3（b）烧结法所示，，，，，，，熔融烧结是将玻璃熔体举行水淬、筛分形成基础玻璃，，，，，，，再压延成型为基础玻璃素坯，，，，，，，最后对其举行热处置惩罚，，，，，，，制成微晶玻璃。。。。。。直接烧结是将含钛高炉渣直接烧结形成基础玻璃素坯，，，，，，，再对其举行热处置惩罚，，，，，，，最终形成微晶玻璃。。。。。。

由图 3 知，，，，，，，熔融法与熔融烧结法两者都要举行二次加热，，，，，，，两者区别为成型的方法差别，，，，，，，熔融法为浇注成型，，，，，，，而熔融烧结法为压延成型，，，，，，，最终微晶玻璃的形成都要受到磨具的影响。。。。。。

而这两种要领与直接烧结法最大的区别就是直接烧结法只需举行一次加热，，，，，，，没有高温熔融，，，，，，，大大节约了能源。。。。。。其中熔融法相较于烧结法，，，，，，，其微晶玻璃的气孔较少，，，，，，，其力学性能优于烧结法形成的产品。。。。。。

泡沫玻璃的工艺流程如图 4 所示。。。。。。废玻璃与含钛高炉渣作为质料，，，，，，，经由预热、熔融、发泡、退火等工艺，，，，，，，制造了导热性能差、孔径巨细匀称的泡沫玻璃。。。。。。其作为吸音绝热物质，，，，，，，具有显著的隔热，，，，，，，疏水，，，，，，，微气孔等特点，，，，，，，经常应用在隔热砖、板中。。。。。。

由此可知，，，，，，，含钛高炉渣资源化使用有许多偏向。。。。。。例如，，，，，，，制作混凝土、水泥、微晶玻璃和泡沫玻璃等修建质料。。。。。。然而，，，，，，，这些要领保存缺陷：一是使用这些要领对含钛高炉渣举行资源化使用时，，，，，，，没有充分使用含钛高炉渣中的金属元素，，，，，，，造成了资源上的的铺张。。。。。。二是修建质料没有什么附加值，，，，，，，爆发不了大的经济效益。。。。。。

1.2 含钛高炉渣高附加值使用

二氧化钛光催化剂机理如图 5 所示。。。。。。TiO₂ 中被约束的电子要成为自由电子或者空穴，，，，，，，必需获得最小能量值为 3.2 e V。。。。。。当二氧化钛通过对光的吸收而网络的能量（h v ）能使其跨过带隙的宽度（E g ），，，，，，，二氧化钛自由空穴保存的能带(VB)中电子受到刺激，，，，，，，举行跃迁行为，，，，，，，抵达自由电子保存的能带(CB)，，，，，，，天生了新电子 (e–)，，，，，，，空穴(h+)将会在 VB 中泛起，，，，，，，带正电荷。。。。。。

二氧化钛最终泛起了空穴–电子对。。。。。。

在空间电场规模内，，，，，，，高能导带的电子转移到 TiO₂ 催化剂外貌，，，，，，，会与其周围的 O₂ 爆发还原反应，，，，，，，天生产品 O₂- ，，，，，，，低能价带的空穴也会与其周围的 H ₂ O 爆发反应天生产品 OH - 。。。。。。在 TiO₂外貌会天生的活性基团能够降解有机的污染物，，，，，，，使其转化为 H₂ O、CO₂ 。。。。。。之后水和二氧化碳在催化剂外貌被反应天生 H₂ 、O₂ 和甲酸、甲醇、乙醇等化合物。。。。。。

含钛高炉渣能够具备光催化活性的要害之处在于其中的钛元素。。。。。。杨合等 [18-19] 通过掺杂蕴含稀土元素的 CeO₂ ，，，，，，，Y ₂ O 5 等氧化物来提高含钛高炉渣对甲基蓝和含酚废水的光催化能力。。。。。。

雷雪飞等 [20] 通过将比例差别的硫酸铵加入至含钛高炉渣，，，，，，，形成了具有硫酸盐的钙钛矿型的含钛高炉渣催化剂，，，，，，，用于降解六价的铬废水。。。。。。

综上所述，，，，，，，含钛高炉渣所具有的光催化性能能够用来降解放弃物，，，，，，，；；；；；；；；で樾。。。。。。由此可得，，，，，，，使用含钛高炉渣的光催化性能是一种具有高附加值的要领，，，，，，，能够充分验展渣中的 TiO₂ 作用。。。。。。可是，，，，，，，由于含钛高炉渣较差的光催化性能，，，，，，，其只能处置惩罚较为简单的废水。。。。。。含钛高炉渣中含有富厚的金属和非金属离子，，，，，，，对含钛高炉渣光催化性能还需要深入的研究，，，，，，，距离大规模工业化尚有段距离。。。。。。

含钛高炉渣制备硅钛合金的工艺流程在下文展示。。。。。。侯世喜等 [22] 、李祖树等 [23-24] 将含钛高炉渣制备成硅含量为 28.4%~32.5%的合金，，，，，，，在此历程中新型还原剂起到了主要作用。。。。。。邹星礼等 [25] 使用含钛高炉渣制作阴极质料，，，，，，，碳饱和铜液作为阳极质料，，，，，，，CaCl 2 熔盐作为电解质来制备 Ti x Si y 系列合金。。。。。。在此历程中，，，，，，，需要坚持 1100 ℃的温度，，，，，，，3.5~4.0 V 的电压，，，，，，，并一连 2~8h。。。。。。

综上所述，，，，，，，含钛高炉渣可以通过添加还原剂或电解法生产出性能及格的硅钛合金，，，，，，，能用于特殊钢冶炼，，，，，，，具有很高的附加值。。。。。。可是，，，，，，，钛硅合金种类偏少，，，，，，，可应用的市场规模较。。。。。。，，需求量较低，，，，，，，难以从泉源解决问题。。。。。。

2 、含钛高炉渣处置惩罚工艺

2.1 含钛高炉渣低附加值处置惩罚工艺

2.1.1 水淬法

水淬法的事情流程如图 6 所示 [26] 。。。。。。高温液态含钛高炉渣在高炉铁口出渣的历程中使用高速水流对其举行支解、击碎，，，，，，，当高温液态含钛高炉渣遇到高速水流进而急速冷却时，，，，，，，高炉渣会由于应力集中而爆发缩短行为，，，，，，，增进含钛高炉渣的粉化、破碎，，，，，，，高速水流促使含钛高炉渣爆发；；；；；；；；形。。。。。。含钛高炉渣液水淬处置惩罚时，，，，，，，对熔渣的控制主要取决于水的操控，，，，，，，水淬法的要害是包管渣彻底；；；；；；；；。。。。。。

水淬法占用较小的园地面积，，，，，，，需要较少的投资，，，，，，，对情形的污染水平较轻。。。。。。但其保存爆发爆炸的危害，，，，，，，无法包管渣粒度的匀称性，，，，，，，只适合简单液态渣的处置惩罚，，，，，，，且没有对含钛高炉渣中金属元素有用使用，，，，，，，没有什么附加值，，，，，，，爆发不了大的经济效益。。。。。。

2.1.2 风淬法

高炉渣风淬工艺流程如图 7 所示 [27] 。。。。。。渣罐被高炉渣装满，，，，，，，通过倾翻支架将高炉渣液倾倒至中心包，，，，，，，随后通过锅炉，，，，，，，含钛高炉渣的热量通过热辐射被锅炉管吸收，，，，，，，进而对水加热，，，，，，，将爆发的蒸汽统一被网络。。。。。。含钛高炉渣最后传输至；；；；；；；；鳎，，其释放的高速气流会将高炉渣击碎，，，，，，，且高炉渣外貌保存着张力，，，，，，，高炉渣液最终形成半径 1 mm 左右的球状颗粒，，，，，，，并被皮带走。。。。。。

风淬法可以在完成对高炉渣资源接纳的条件下，，，，，，，在锅炉处实现对高炉渣余热的接纳使用，，，，，，，比照其他处置惩罚工艺，，，，，，，能够进一步增强对高炉渣资源的接纳使用。。。。。。风淬法相较于较为类似的水淬法，，，，，，，具有更高的清静系数，，，，，，，生产效率更为高效，，，，，，，整体工艺流程简朴，，，，，，，前期投入本钱和后期维护成内情对较少。。。。。。可是，，，，，，，照旧没有对含钛高炉渣中金属元素举行有用使用。。。。。。

2.2 含钛高炉渣高附加值处置惩罚工艺

2.2.1 硫酸法处置惩罚工艺

由于 TiO₂ 只能与浓硫酸反应而不可与盐酸反应，，，，，，，可以使用硫酸法处置惩罚含钛高炉渣。。。。。。硫酸法 [28] 是将含钛高炉渣与浓硫酸混淆，，，，，，，两者之间会爆发反应，，，，，，，将含钛高炉渣中钛化合物反应成钛离子，，，，，，，并进入液体中，，，，，，，随后对其水解形成偏钛酸，，，，，，，将其通过洗涤、过滤和煅烧等步伐形成钛白粉，，，，，，，如式（1）、式（2）、式（3）所示。。。。。。

2 + H₂ SO₄ = TiOSO₄ + H ₂ O (1)

TiOSO₄ + 2H ₂ O = H₂ TiO₃ + H₂ SO₄ (2)

H₂ TiO₃ = TiO₂ + H ₂ O (3)

硫酸法浸出的工艺流程如图 8 所示。。。。。。硫酸与 TiO₂ 反应，，，，，，，从而天生硫酸氧钛，，，，，，，硫酸氧钛再经水解天生偏钛酸，，，，，，，偏钛酸经由煅烧后最终可以获得钛白。。。。。。Mg、Al 等杂质元素与硫酸反应进入液相，，，，，，，在硫酸氧钛水解时与之疏散；；；；；；；；而 Ca、Si 等元素则进入渣相。。。。。。

硫酸法可以将含钛高炉渣中的钛疏散提取出来，，，，，，，但由于 TiO₂ 在含钛高炉渣中含量较低，，，，，，，而杂质元素占比很高，，，，，，，凌驾了 70%。。。。。。这导致使用硫酸法提钛时，，，，，，，需要消耗大宗的酸，，，，，，，且拥有重大的工艺，，，，，，，生产的本钱也高，，，，，，，爆发的废酸和尾渣多，，，，，，，对情形造成严重，，，，，，，且使用硫酸法浸取含钛高炉渣时，，，，，，，酸解和水解反应历程重大，，，，，，，无法确保 TiO₂ 产品的质量稳固。。。。。。

2.2.2 稀盐酸处置惩罚工艺

在含钛高炉渣举行酸解液处置惩罚，，，，，，，在其酸解液中，，，，，，，含有 Fe、Al、Ca、Mg 等金属离子和Cl 离子，，，，，，，其中 Fe、Al 等组分保存较高接纳价值，，，，，，，Cl 离子不经处置惩罚排放会对情形造成破损。。。。。。

稀盐酸法的工艺流程如图 9 所示。。。。。。将含钛高炉渣加入到保存纯盐酸的密闭容器中，，，，，，，并用磁力搅拌加剧反应的爆发，，，，，，，对容器举行加热到预定温度。。。。。。经由一准时间的反应，，，，，，，对其举行过滤，，，，，，，将过滤出来的滤渣通已往离子水洗涤，，，，，，，在举行研磨、烘干处置惩罚，，，，，，，最终获得酸浸渣。。。。。。稀盐酸法阻止了处置惩罚高炉渣需要高压、氯气和高温等要求，，，，，，，可以使处置惩罚本钱下降和镌汰对情形的破损 [29] 。。。。。。

2.2.3 碱熔盐法处置惩罚工艺

碱熔盐法 [30] 的原理是由于在高温下渣中含钛物质与强碱会爆发反应，，，，，，，形成偏钛酸、钛酸盐，，，，，，，再对其举行水浸、水解和煅烧等操作，，，，，，，最终可以获得钛白粉。。。。。。爆发的反应如下：

TiO₂ + 2NaOH = Na 2 TiO₃ + H ₂ O （4）

Na 4 TiO₄ + 4H ₂ O = H 4 TiO₄ + 4NaOH （5）

H 4 Ti = TiO₂ + 2H ₂ O （6）

碱法提钛工艺流程如图10所示。。。。。。碱法提钛原理就是在含钛炉渣中加入渣钛疏散剂NaOH或 Na 2 CO₃ 等，，，，，，，使用提取出来的钛生产钛白粉。。。。。。先将含钛高炉渣破损后，，，，，，，再往含钛高炉渣粉末中添加 NaOH 或 Na ₂ CO₃ ，，，，，，，将其放入高温炉中举行反应，，，，，，，将高温炉中的炉渣举行疏散，，，，，，，将熔体举行冷却水解，，，，，，，将固液两相举行疏散，，，，，，，疏散出来的液相可以用于制备水玻璃等，，，，，，，将固相举行高温脱水，，，，，，，再举行破损，，，，，，，最后加工制成钛白粉。。。。。。

碱法提钛较之酸法，，，，，，，其反应产品的使用率较高，，，，，，，且污染较少。。。。。。但碱法提钛火法反应温度较高，，，，，，，大多在 1000 ℃以上，，，，，，，较危险，，，，，，，且反应历程中 NaOH 易挥发，，，，，，，容易侵蚀生产装备。。。。。。

2.2.4 高温选择性结晶疏散法处置惩罚工艺

高温选择性结晶疏散法是针对复合矿冶金渣综合使用的一种新手艺，，，，，，，现在已乐成应用于硼镁渣中硼的合理接纳。。。。。。含钛高炉渣选择性富集与析出手艺的基来源理为：通过改变条件，，，，，，，使得钛组分富集到钛富集相（如钙钛矿、金红石、黑钛石等）中 [31] ，，，，，，，然后控制其冷却条件，，，，，，，促使钛富集相析出长大，，，，，，，最后确定疏散工艺，，，，，，，确定相对应的手艺参数，，，，，，，增进基体相和钛富集相的疏散，，，，，，，其工艺流程如图 11 所示。。。。。。

将钛富集到钙钛矿或黑钛石中举行选择性结晶。。。。。。但钙钛矿大多通过树枝或骨架状析出晶体，，，，，，，钙钛矿晶体的整体尺寸较大，，，，，，，但无法阻止泛起一些细小颗粒，，，，，，，以不规则锯齿状泛起在差别矿相界面。。。。。。且钙钛矿富钛料的直接使用价值不高，，，，，，，去除钙钛矿富钛料中的 CaO 等需要使用盐酸，，，，，，，工业化条件还不可熟。。。。。。黑钛石的选择性结晶还无法大规模应用，，，，，，，黑钛石析出条件还需进一步完善。。。。。。

2.2.5 高温碳化-低温氯化法处置惩罚工艺

含钛高炉渣碳热还原获得的 Ti（C,N）精矿，，，，，，，可进一步处置惩罚获得纯度较高的 Ti（C,N）。。。。。。

碳氮化钛能用于制备高级耐火质料、磨料或太阳能吸收新质料，，，，，，，也可以经由低温氯化获得TiCl 4 ，，，，，，，作为制备海绵钛或钛白的质料 [32] 。。。。。。

含钛高炉渣处于 T>1500 ℃的情形下，，，，，，，其中的钛化物会与碳反应，，，，，，，形成 TiC。。。。。。当温度至400~550 ℃，，，，，，，氯气会选择性与 TiC 爆发反应，，，，，，，并形成 TiCl 4 。。。。。。爆发的反应如式（7）和式（8）所示。。。。。。

TiO₂ + 3C = TiC + 2CO （7）

TiC + 2Cl 2 = TiCl 4 + C （8）

含钛高炉渣高温碳化-低温氯化手艺流程如图 12 所示。。。。。。含钛高炉渣与碳粉举行熔融选择性碳化，，，，，，，再举行冷却，，，，，，，将其产品破碎成粉末，，，，，，，举行磁。。。。。。，，将其中金属铁取出，，，，，，，对剩余物料举行低温性的氯化，，，，，，，制成粗四氯化钛，，，，，，，再细腻成精四氯化钛。。。。。。

高温碳化-低温氯化法的工艺流程短，，，，，，，通过对含钛高炉渣先举行高温选择性碳化，，，，，，，之后再举行低温选择性氯化操作，，，，，，，使渣中 Ti 富集，，，，，，，解决了含钛高炉渣中钛元素资源化难题问题。。。。。。

但高温碳化、低温氯化法的碳化、氯化的工艺还不可熟，，，，，，，需要继续完善。。。。。。且经由此工艺处置惩罚后的氯化残渣与通俗高炉渣因素十分相似，，，，，，，其使用价值较低，，，，，，，可是由于氯离子必需先经由洗涤除去其中含有对情形爆发污染的 CaCl 2 、MgCl 2 等物质，，，，，，，无法举行回填。。。。。。由于氯离子洗涤除去的破费较大，，，，，，，用于烧制水泥经济上不对算，，，，，，，是导致工业化未能完成的主要缘故原由之一。。。。。。

2.2.6 钛合金合成法

钛-硅（Ti-Si）合金和钛-硅-铝（Ti-Si-Al）合金在含钛高炉渣中均可提取。。。。。。因此，，，，，，，通过铝热法和硅热法，，，，，，，从含钛高炉渣中制备钛合金。。。。。。在铝热历程中，，，，，，，添加过量的铝作为还原剂与SiO₂ 和 TiO₂ 反应，，，，，，，新天生的金属 Si、Ti 和剩余铝可能形成 Ti-Si-Al 合金 [33] ，，，，，，，如图 13。。。。。。WANG等[34] 发明了含钛高炉渣中钛和硅的接纳率划分为 80%和 70%。。。。。。当硅用作还原剂时，，，，，，，只有钛被还原天生钛?硅合金。。。。。。铝热历程和硅热历程是强烈的放热反应。。。。。。因此，，，，，，，一定量的合金颗粒溅入剩余炉渣，，，，，，，降低了萃取效率。。。。。。

所得合金只能用于金属冶炼，，，，，，，这种低消耗限制了这些合金的普遍应用。。。。。。且为获得的合金提出了一些后处置惩罚战略，，，，，，，如定向凝固和多办法湿法冶金工艺，，，，，，，以最大限度地使用含钛高炉渣。。。。。。例如，，，，，，，王超等[35] 对 Si 举行了后处置惩罚，，，，，，，钛合金与盐酸一起生产高纯度硅（99.94%），，，，，，，TiO₂和 NaF 的产品通过碱性湿法加工生产，，，，，，，如图 14 所示。。。。。。然而，，，，，，，厥后处置惩罚工艺重大，，，，，，，本钱高，，，，，，，阻碍了其工业应用。。。。。。

2.2.7 硅-钛溶剂精炼要领

TiSi 2 是 1473 K 以上的一种有用的结构质料，，，，，，，由于其比重量低、熔点高、抗氧化性好。。。。。。

由于其低电阻率（约 13–16 μ Ωcm）、高温稳固性和优异的耐侵蚀性，，，，，，，TiSi 2 已普遍用于制造微电子器件，，，，，，，如栅极布线、毗连器产品、肖特基势垒和欧姆接触质料。。。。。。

接纳了电磁定向结晶，，，，，，，通过疏散含钛高炉渣的硅还原获得的硅-钛合金来制备 TiSi 2 ；；；；；；；；然而，，，，，，，所获得的 TiSi 2 晶体中残留少量杂质。。。。。。现在使用硅-钛溶剂通过溶剂精制制备高纯度 TiSi 2 ，，，，，，，以提高 TiSi 2 晶体中杂质的去除率。。。。。。

这要领提出了一种以含钛高炉渣和低纯硅为质料制备高纯 TiSi 2 的新要领，，，，，，，即硅-钛溶剂精炼。。。。。。首先，，，，，，，用低纯度硅还原含钛高炉渣中的 TiO₂ ，，，，，，，形成未加工的硅钛合金。。。。。。然后，，，，，，，将差别量的低纯度 Si 添加到原始 Si–Ti 合金中，，，，，，，以获得三种差别的 Si–Ti 溶剂（Si–39.6%Ti、Si–35%Ti 和 Si–30%Ti），，，，，，，用于 TiSi 2 的溶剂精炼。。。。。。然后将三种 Si–Ti 溶剂疏散为 TiSi 2 、共晶 Si–Ti 合金，，，，，，，通过电磁定向结晶凝聚杂质，，，，，，，获得纯净的 TiSi 2 晶体 [36] 。。。。。。

2.2.8 氢氧化钠常压剖析制备二氧化钛的新工艺

最近，，，，，，，中国科学院历程工程研究所开发了一种新的钛铁矿和含钛高炉渣的冶金工艺。。。。。。在此历程中，，，，，，，钛铁矿或含钛高炉渣首先在常压下被浓缩的 KOH 溶液剖析，，，，，，，形成高钛低铁的中心产品，，，，，，，进一步处置惩罚后可转化为颜料级二氧化钛。。。。。。然而，，，，，，，大宗 KOH 溶液的接纳占用了最多的工艺能耗。。。。。。

氢氧化钠常压剖析制备二氧化钛的新工艺是使用无烟煤作为还原剂，，，，，，，在电弧炉中冶炼钛铁矿来制造用作制备二氧化钛质料的钛渣。。。。。。在此历程中，，，，，，，钛渣首先在 NaOH 系统中低温剖析。。。。。。然后用水处置惩罚中心产品，，，，，，，提供可能被形貌为含有固体氧化钛和溶液中副产品的浆料。。。。。。氧化钛可以通过过滤从混淆物中疏散出来，，，，，，，并通过以下在稀酸溶液中回流的方法举行纯化 [37] 。。。。。。该工艺的一样平常流程如图 15 所示。。。。。。与氯化物工艺中的氯化和氧化相比，，，，，，，该工艺中的反应温度降低了 500 ℃。。。。。。

2.2.9 高炉熔融渣直接生产人造石材工艺

将高温液态含钛高炉渣作为质料直接使用，，，，，，，在只管不调质的条件下加工成制制品。。。。。。首先经由理论论证，，，，，，，以为高炉渣的因素组成具备形成优异岩石材的条件。。。。。。在此基础上，，，，，，，通过多次试验，，，，，，，在实验室熔化渣样及在渣沟直接取渣举行晶化及退火实验，，，，，，，证实了熔融态高炉渣可以在受控条件下，，，，，，，直接晶化为人造石材。。。。。。该工艺既能使用高炉渣的显热，，，，，，，又能完全使用固体物。。。。。。

熔融含钛高炉渣生产人造石材，，，，，，，其制备手艺有 2 种：浇铸法和压延法。。。。。。浇铸法用于生产耐磨耐侵蚀复合管，，，，，，，压延法用于生产板材产品。。。。。。压延法工艺流程为：将熔融高炉渣通过专用渣包转运到熔窑内，，，，，，，于 1 450 ~1 470 ℃保温、均化后，，，，，，，将熔体压延成型，，，，，，，在一定的热处置惩罚制度下举行核化和晶化，，，，，，，以制得晶粒结构匀称致密的结晶质料，，，，，，，最后经切割、抛光等工序获得制品。。。。。。高炉熔融含钛高炉渣直接生产人造石材工艺流程如图 16 所示。。。。。。

压延法借鉴了铸石的生产流程。。。。。。将铸石的熔化窑替换成保温均化窑，，，，，，，铸石成型替换为压延成型，，，，，，，晶化退火炉都是一样。。。。。。保温均化炉需凭证高炉渣因素特点，，，，，，，对其使用高炉与转炉混淆煤气举行顶部加热，，，，，，，钼电极举行液内电加热。。。。。。晶化退火炉需接纳专门用于无机质料析晶而设计的炉子，，，，，，，可调理各段温度。。。。。。

高温熔融含钛高炉渣工业化面临的问题有需要为压延机提供一连可调的供料。。。。。。其属于高氧化钙硅酸盐质料，，，，，，，加工温度区间很窄。。。。。。其晶化与退火时需要确定其中心过冷度。。。。。。

高炉熔融含钛高炉渣直接生产人造石材的产品可分为两类，，，，，，，一类是晶粒较大、结晶匀称、指标及格的结晶人造石材，，，，，，，取代自然石材，，，，，，，面向路面石材板、路缘石及外墙石板；；；；；；；；另一类是晶粒细小、结晶匀称致密、指标优良的二代产品-瓷砖。。。。。。

3、 含钛高炉渣远景工艺

3.1 海内含钛高炉渣现在现状

随着粗钢产量的快速增添，，，，，，，高炉渣的产量也稳步上升 [38] 。。。。。。阻止现在为止，，，，，，，我国高炉冶炼爆发的含钛高炉渣已达 9000 多万吨，，，，，，，并且每年仍然以凌驾 300 万吨/年的速率增添。。。。。。如图17 所示，，，，，，，我国每年在攀枝花地区会生产约 400 万吨的高钛渣，，，，，，，在河北承德地区会生产约 250万吨的中钛渣，，，，，，，另还会生产约 1000 万吨的低钛渣。。。。。。含钛高炉渣资源化使用的远景十分辽阔。。。。。。

因此，，，，，，，含钛高炉渣一直增添而引起的一系列情形污染问题，，，，，，，是我国亟待解决的难题。。。。。。近年来，，，，，，，随着政府对情形和资源问题的关注力度一直加大，，，，，，，含钛高炉炉渣资源化的手艺蹊径、治理模式、价值化标准和情形规则一直完善。。。。。。

3.2 高炉熔融渣直接生产人造石材工艺优势

如图 18 所示，，，，，，，人造石材是由岩浆从火山喷发出来，，，，，，，经由自然演变而形成的。。。。。。而熔融状态的含钛高炉渣与岩浆有着相似的地方，，，，，，，其都为硅酸盐质料且都具有高温性能。。。。。。对熔融含钛

高炉渣经由一些可控的操作，，，，，，，如成型和晶化，，，，，，，从而制造人造石材。。。。。。因此，，，，，，，高炉爆发的 1450 ℃的熔融高炉渣就犹如可以控制的岩浆，，，，，，，是一笔重大的财产。。。。。。

理论论证批注高炉渣的因素组成具备直接生产优异岩石材的条件。。。。。。高炉熔融渣直接生产人造石材工艺较之目今处置惩罚高炉渣工艺，，，，，，，可以实现“渣”与“热”的双使用，，，，，，，提高了高炉渣的使用效率；；；；；；；；镌汰了原燃料、运输及质料加工等环节的用度，，，，，，，可大幅度降低终产品的本钱；；；；；；；；接纳全干法生产，，，，，，，无废水、废气的处置惩罚及排放。。。。。。该工艺竞争优势极其显着。。。。。。高炉熔融渣直接生产的人造石材本钱优势显着，，，，，，，简陋估算吨本钱仅为原石材的 30%左右。。。。。。与生产烧结砖本钱比照，，，，，，，省去了质料运输、质料破碎和烧结燃料的用度，，，，，，，综合估算人造石材本钱比烧结砖约少 30%。。。。。。

随着环保要求的一直提高，，，，，，，领土局等有关部分对原石材及黏土等建材质料的开采限制越来越严，，，，，，，近几年建材行业的质料本钱涨幅重大，，，，，，，耐火质料的质料涨幅更大，，，，，，，烧结砖也有显着的涨价趋势，，，，，，，这为高炉熔融渣的直接使用提供了很是好的政策情形。。。。。。如表 2 所示，，，，，，，现在通俗石材产地原石的本钱约 450 元/吨；；；；；；；；中国玄色石材产地原石的本钱约 800 元/吨，，，，，，，熔融态钒钛渣人造石材估测本钱约 232 元/吨。。。。。。从本钱上，，，，，，，熔融态钒钛渣生产通俗颜色人造石材，，，，，，，每吨利润提高约 218 元/吨；；；；；；；；生产玄色人造石板，，，，，，，每吨利润提高约 568 元/吨。。。。。。从高炉熔融渣直接生产人造石材工艺和本钱优势来看，，，，，，，该工艺在未来的含钛高炉渣资源化使用中有很高的应用潜力。。。。。。

4 、结 论

半个世纪以来，，，，，，，高炉矿渣的综合使用深受普遍关注，，，，，，，最常用的处置惩罚途径是将高炉矿渣用作修建质料的原质料，，，，，，，如水泥和烧结质料。。。。。。这种处置惩罚要领的特点是高炉煤气消耗量大，，，，，，，但对有价金属元素的有用使用未充分思量，，，，，，，因此应该镌汰或杜绝含钛高炉渣的非资源化使用。。。。。。

钛元素的提取是金属资源最为富厚的一种替换要领。。。。。。现在为止，，，，，，，已制订了种种提取战略，，，，，，，如酸浸、碱熔盐煅烧、碳化-氯化和高温浓缩等。。。。。。然而，，，，，，，以上诸多要领在该行业的现实应用仍保存障碍。。。。。。例如，，，，，，，湿法冶金可以获得钛的高萃取效率，，，，，，，但使用高侵蚀性试剂，，，，，，，这增添了情形污染的危害；；；；；；；；火法冶金因其效率低、本钱高而受到限制等。。。。。。

现在，，，，，，，含钛高炉渣的资源化使用工艺都保存一些问题，，，，，，，好比没有很好的使用渣的余热及固体物，，，，，，，造成情形污染，，，，，，，生产本钱高等。。。。。。高炉熔融渣直接生产人造石材工艺作为含钛高炉渣资源化使用的前沿工艺，，，，，，，能够很好的解决其他工艺保存的诸多问题，，，，，，，好比高效使用渣的余热及固体物，，，，，，，无废水、废气处置惩罚及排放，，，，，，，节约本钱等，，，，，，，因此该工艺在未来大有为之。。。。。。

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