含钛高炉渣钛的赋存形式及物相结晶性能计算

作     者：杨双平 冯宇波 王苗 刘起航 董洁 池延斌 杨尚琦 YANG Shuangping;FENG Yubo;WANG Miao;LIU Qihang;DONG Jie;CHI Yanbin;YANG Shangqi

作者机构：西安建筑科技大学冶金工程学院陕西西安710055 长沙有色冶金设计研究院有限公司湖南长沙410007 

出 版 物：《钢铁》 (Iron and Steel)

年 卷 期：2025年第60卷第4期

页      面：179-189页

核心收录：

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上基金资助项目(52374345) 

主　　题：含钛高炉渣 模拟 FactSage 结晶 物相平衡计算 渣系 钛富集 黑钛石 

摘      要：目前中国含钛高炉渣大量堆积而难以有效利用,对环境危害严重,且会对资源造成浪费。针对此现状,以国内某钢厂含钛高炉渣为研究对象进行研究。为了提高对含钛高炉渣的有效利用,减轻环境压力,首先分析了含钛高炉渣中的基础物性,并利用FactSage对含钛高炉渣在不同温度下的物相平衡状态进行了模拟,随后对炉渣中富钛相的析出、长大、分离规律进行了相关试验,探究富钛相的析出机理与影响晶体析出的因素和规律。试验对不同二元碱度、TiO_(2)质量分数以及w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))对含钛高炉渣在结晶过程中物相平衡的影响进行了分析,并分析了不同条件下钛元素赋存形式的变化。结果表明,理论五元高炉渣冷却结晶过程中的主要物相有钙钛矿、斜辉石、榍石、钙长石,与实际含钛高炉渣的物相组成基本一致。碱度、TiO_(2)质量分数、w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))等的变化会对含钛高炉渣冷却过程中的初晶相、结晶区间、最大结晶量产生影响。随着炉渣碱度从0.6提高到1.2,钙钛矿的结晶温度明显提高,结晶量大幅提高,其质量分数由4.62%增加到40.75%,而黑钛石的结晶量逐渐减少到0;随着炉渣中TiO_(2)质量分数从10%增加到40%,黑钛石结晶量提高,逐渐增加到33.53%;随着炉渣中w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))从0.5提高至1.1,斜辉石结晶量先增加后减少,钙钛矿和镁橄榄石的结晶量先降低后增加,黑钛石结晶量先增加后降低。