·666· 工程科学学报，第38卷，第5期 表6空冷渣中主要矿物的化学成分及T02的分布率 Table6 Chemical composition of main minerals and distribution ratio of TiO in the aireooled slag 化学成分（质量分数）/% 矿物体积 T0,质量 Ti02分布 矿物名称 CaO SiO2 Mgo A203 TiO2 Fe 分数/% 分数1% 率1% 玻璃质 40.03 37.09 5.36 12.87 4.65 12.5 0.58 7.57 钙钛矿 36.19 14.42 9.43 7.86 32.10 12.5 4.01 52.26 镁硅钙石 44.87 38.32 12.05 1.68 3.07 10.0 0.31 4.00 钙铝黄长石 28.31 34.52 8.42 24.35 4.40 62.5 2.75 35.82 金属铁 9.31 11.18 4.25 5.75 1.33 68.18 2.0 0.03 0.35 总和 7.68 100.00 明空冷渣更有利于将T02固定在钙钛矿中，有利于 T0,主要分布在钙钛矿和钙铝黄长石中，并且在钙钛 TiO,的富集和提取 矿中的分布率高达52.26%，比在水淬渣中分布率高 出近10%.计算得出水淬渣和空冷渣中的T0,分布率 汤水淬渣 图空冷渣 总值分别为7.28%和7.68%，其与化学分析检测值 7.51%较为接近，表明矿物含量和T0,分布率的分析 方法较为合理和正确 (4)两种冷却方式使低钛高炉渣综合利用途径发 生变化.由于水淬渣中玻璃质含量较高以及TO,分布 20 较为分散，适用于制作水泥、免烧砖等建筑材料的添加 料：而空冷渣中玻璃质较低且T02富集效果较好，空 冷渣更有利于T元素的提取和资源综合利用. 玻璃质 钙钛矿 镁硅钙石钙铝黄长石金属铁 矿物名称 考文献 图5水淬渣和空冷渣中T0,的分布率 Fig.5 Distribution ratio of TiO,in the water-cooled and the air- ]Gong JZ.Technical progress of titanium dioxide manufacturing processes.Inorg Chem Ind,2012,44(8)1 cooled slag (龚家竹.钛白粉生产工艺技术进展.无机盐工业，2012,44 (8):1) 3结论 2]Luo Z Q.Application of continuous acidolysis in TiO,production by sulfuric acid process.Inorg Chem Ind,2012,44(3):33 (1)水淬渣和空冷渣中主要矿物均由钙铝黄长 (罗志强.连续酸解技术在硫酸法钛白生产中的应用.无机盐 石、玻璃质、镁硅钙石和钙钛矿构成，但是矿物含量相 工业，2012,44(3)：33) 差较大.空冷渣中钙钛矿和钙铝黄长石含量明显高于 B] Lasheen T A.Soda ash roasting of titania slag product from 水淬渣，两种炉渣中镁硅钙石的含量相同，但是水淬渣 Rosetta ilmenite.Hydrometallurgy,008,93(3-4):124 中玻璃质却明显高于空冷渣，约是空冷渣的3倍之多. [4] Nayl AA,Ismail I M,Aly H F.Ammonium hydroxide decompo- (2)水淬渣与空冷渣显微形貌差别较大.水淬渣 sition of ilmenite slag.Hdrometallurgy,2009,98(1-2):196 中钙铝黄长石显微形貌呈羽毛状，而空冷渣中钙铝黄 [5] Chen Y,Ishizuka E,Yoshikawa N,et al.Crack generation in blast furnace slag bearing high titanium by microwave cyclic heat- 长石呈现钉齿状，并且其结晶粒度比空冷渣小；水淬渣 ing.1S0lt,2007,47(2):193 和空冷渣中镁硅钙石的生长基体分别为玻璃质和钙铝 [6]Liu L,Hu M L,Bai C G,et al.Effect of cooling rate on the crys- 黄长石：钙钛矿在水淬渣中呈星点状分布，但是在空冷 tallization behavior of perovskite in high titanium-earing blast fur- 渣多呈树枝状分布；水淬渣中金属铁粒度大于空冷渣 nace slag.Int J Miner Metall Mater,2014,21 (11)1052 中粒度：气泡在空冷渣中呈不规则形态，在水淬渣中以 ] Choi W,Termin A,Hoffman M R.The role of metal ion dopants 球形为主，且气孔率较高 in quantum-sized TiO2:correlation between photoreactivity charge (3)水淬渣和空冷渣中T0,分布规律各有不同. carrier recombination dynamics.J Phys Chem,1994,98 (51): 13669 水淬渣中T02主要分布在钙钛矿、玻璃质和钙铝黄长 [8]Yang H,Xue X X,Zuo L,et al.Photocatalytic degradation of 石中，钙钛矿中T0,分布率仅为43.85%：而空冷渣中 methylene blue with blast furace slag containing titania.Chin工程科学学报，第 38 卷，第 5 期 表 6 空冷渣中主要矿物的化学成分及 TiO2的分布率 Table 6 Chemical composition of main minerals and distribution ratio of TiO2 in the air-cooled slag 矿物名称 化学成分( 质量分数) /% CaO SiO2 MgO Al2O3 TiO2 Fe 矿物体积 分数/% TiO2质量 分数/% TiO2分布 率/% 玻璃质 40. 03 37. 09 5. 36 12. 87 4. 65 — 12. 5 0. 58 7. 57 钙钛矿 36. 19 14. 42 9. 43 7. 86 32. 10 — 12. 5 4. 01 52. 26 镁硅钙石 44. 87 38. 32 12. 05 1. 68 3. 07 — 10. 0 0. 31 4. 00 钙铝黄长石 28. 31 34. 52 8. 42 24. 35 4. 40 — 62. 5 2. 75 35. 82 金属铁 9. 31 11. 18 4. 25 5. 75 1. 33 68. 18 2. 0 0. 03 0. 35 总和 7. 68 100. 00 明空冷渣更有利于将 TiO2 固定在钙钛矿中，有利于 TiO2的富集和提取． 图 5 水淬渣和空冷渣中 TiO2的分布率 Fig． 5 Distribution ratio of TiO2 in the water-cooled and the air￾cooled slag 3 结论 ( 1) 水淬渣和空冷渣中主要矿物均由钙铝黄长 石、玻璃质、镁硅钙石和钙钛矿构成，但是矿物含量相 差较大． 空冷渣中钙钛矿和钙铝黄长石含量明显高于 水淬渣，两种炉渣中镁硅钙石的含量相同，但是水淬渣 中玻璃质却明显高于空冷渣，约是空冷渣的 3 倍之多． ( 2) 水淬渣与空冷渣显微形貌差别较大． 水淬渣 中钙铝黄长石显微形貌呈羽毛状，而空冷渣中钙铝黄 长石呈现钉齿状，并且其结晶粒度比空冷渣小; 水淬渣 和空冷渣中镁硅钙石的生长基体分别为玻璃质和钙铝 黄长石; 钙钛矿在水淬渣中呈星点状分布，但是在空冷 渣多呈树枝状分布; 水淬渣中金属铁粒度大于空冷渣 中粒度; 气泡在空冷渣中呈不规则形态，在水淬渣中以 球形为主，且气孔率较高． ( 3) 水淬渣和空冷渣中 TiO2分布规律各有不同． 水淬渣中 TiO2主要分布在钙钛矿、玻璃质和钙铝黄长 石中，钙钛矿中 TiO2分布率仅为 43. 85% ; 而空冷渣中 TiO2主要分布在钙钛矿和钙铝黄长石中，并且在钙钛 矿中的分布率高达 52. 26% ，比在水淬渣中分布率高 出近 10% ． 计算得出水淬渣和空冷渣中的 TiO2分布率 总值分别为 7. 28% 和 7. 68% ，其与化学分析检测值 7. 51% 较为接近，表明矿物含量和 TiO2分布率的分析 方法较为合理和正确． ( 4) 两种冷却方式使低钛高炉渣综合利用途径发 生变化． 由于水淬渣中玻璃质含量较高以及 TiO2分布 较为分散，适用于制作水泥、免烧砖等建筑材料的添加 料; 而空冷渣中玻璃质较低且 TiO2 富集效果较好，空 冷渣更有利于 Ti 元素的提取和资源综合利用． 参 考 文 献 ［1］ Gong J Z． Technical progress of titanium dioxide manufacturing processes． Inorg Chem Ind，2012，44( 8) : 1 ( 龚家竹． 钛白粉生产工艺技术进展． 无机盐工业，2012，44 ( 8) : 1) ［2］ Luo Z Q． Application of continuous acidolysis in TiO2 production by sulfuric acid process． Inorg Chem Ind，2012，44( 3) : 33 ( 罗志强． 连续酸解技术在硫酸法钛白生产中的应用． 无机盐 工业，2012，44( 3) : 33) ［3］ Lasheen T A． Soda ash roasting of titania slag product from Ｒosetta ilmenite． Hydrometallurgy，2008，93( 3--4) : 124 ［4］ Nayl A A，Ismail I M，Aly H F． Ammonium hydroxide decompo￾sition of ilmenite slag． Hydrometallurgy，2009，98( 1--2) : 196 ［5］ Chen Y，Ishizuka E，Yoshikawa N，et al． Crack generation in blast furnace slag bearing high titanium by microwave cyclic heat￾ing． ISIJ Int，2007，47( 2) : 193 ［6］ Liu L，Hu M L，Bai C G，et al． Effect of cooling rate on the crys￾tallization behavior of perovskite in high titanium-bearing blast fur￾nace slag． Int J Miner Metall Mater，2014，21( 11) : 1052 ［7］ Choi W，Termin A，Hoffman M Ｒ． The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2 : correlation between photoreactivity charge carrier recombination dynamics． J Phys Chem，1994，98 ( 51 ) : 13669 ［8］ Yang H，Xue X X，Zuo L，et al． Photocatalytic degradation of methylene blue with blast furnace slag containing titania． Chin J · 666 ·