含钛高炉渣在碱熔过程中Ti、Si、Al元素赋存状态的变化

何思祺^1,2，王岩³，孙红娟^1,2，彭同江^1,2

1. 西南科技大学固体废物处理与资源化省部共建教育部重点实验室2. 西南科技大学矿物材料及应用研究所3. 四川省环境工程自控技术重点实验室

摘 要：以攀枝花含钛高炉渣为原料,采用氢氧化钠碱熔法分离炉渣中的有价组分,通过对碱熔过程中不同反应阶段所形成的碱熔渣及水浸渣的结构和谱学特征进行分析和表征,研究不同温度条件下原始矿物相及中间产物的化学反应过程,揭示含钛高炉渣碱熔过程中各有价组分赋存状态的变化。结果表明:在碱熔过程中,283℃时,含钛高炉渣中透辉石相结构被破坏,Si⁴⁺离子形成Na₂SiO₃可溶性盐和中间产物CaMgSiO₄,随着反应的进行,CaMgSiO₄进一步与NaOH发生反应生成难溶物Na₂CaSiO₄;当碱熔温度升高到296℃时,镁铝尖晶石中Si⁴⁺与NaOH反应生成可溶性盐Na₂SiO₃;当碱熔温度为320℃时,钙钛矿晶体结构开始被破坏,Ti⁴⁺离子与NaOH作用生成难溶物Na₂TiO₃,经水浸后Na₂TiO₃晶形被破坏,变为无定型结构残留于水浸渣中。

关键词：含钛高炉渣;碱熔;分离;物相变化;