第3章钢铁冶金固体二次资源的利用 .pdfVIP

3钢铁冶金固体二次资源的利用

3.1高炉渣

高炉渣是高炉冶炼生铁时排出的废渣。高炉炼铁时，从高炉加入铁矿石、燃料以及助熔

剂等，当炉内温度达到1300~1500℃时，物料熔化成液相，浮在铁水上的熔渣，通过排渣口

排出成为高炉渣。我国一般每炼1t生铁产生0.3~0.9t高炉渣，西方发达国家平均水平为

0.22~0.37t。高炉渣是黑色金属冶炼中产生数量最多的固体二次资源。

3.1.1高炉渣的组成及性质

3.1.1.1化学成分和矿物组成

按冶炼生铁种类不同，高炉渣可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、特种生铁渣和炼合金钢

生铁渣。高炉渣的主要化学成分是CaO、MgO、AlO、SiO，多数高炉渣中这四种成分占

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渣总重的95%以上；此外，还含有少量的MnO、FeO、KO、NaO和S，特种生铁渣中含

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有TiO和VO等。SiO和AlO来自矿石中的脉石和焦炭中的灰分，CaO和MgO主要来

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自助熔剂。我国钢铁厂的高炉渣化学成分见表3-1。

表3-1我国高炉渣的化学成分(%)

名称CaOSiOAlOMgOMnO

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普通渣38~4926~426~171~130.1~1

高钛渣23~4620~359~152~101

锰铁渣28~4721~3711~242~85~23

含氟渣35~4522~296~83~7.80.1~0.8

名称FeOTiOVOSF

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普通渣0.15~2——0.2~1.5—

高钛渣—20~290.1~0.61—

锰铁渣0.1~1.7——0.3~3—

含氟渣0.15~0.19———7~8

高炉渣的矿物组成与其化学成分和冷却方式有关。快速冷却的高炉渣绝大部分化合物来

不及形成稳定的矿物，阻止了矿物结晶，因而形成大量的无定形玻璃体（非晶质），具有较

高的活性，在激发剂的作用下，其活性被激发，具有水化硬化作用并且产生强度。慢速冷却

的高炉渣通常具有晶质结构，所形成的矿物种类随高炉渣的化学成分不同而有所变化。碱性

高炉渣的主要矿物是钙铝黄长石和钙镁黄长石，其次是硅酸二钙、假硅灰石、钙长石、钙镁

橄榄石、镁蔷薇辉石和镁方柱石；酸性高炉渣中主要成分有黄长石、假硅灰石、辉石和斜长

石等；高钛高炉渣的主要矿物是钙钛矿、安诺石、钛辉石、巴依石和尖晶石；锰铁高炉渣中

主要矿物为锰橄榄石。

3.1.1.2物理化学性质

（1）碱度

高炉渣的碱度M是指矿渣中的碱性氧化物与酸性氧化物的质量含量比，通常用表示为：

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