鋁鈦渣是鋁工業(yè)和鈦工業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品或中間產(chǎn)物,主要成分為氧化鋁(Al?O?)和二氧化鈦(TiO?)的混合物。這種材料通常在鋁土礦拜耳法提煉氧化鋁或鈦鐵礦氯化法生產(chǎn)四氯化鈦時形成,其具體成分比例會根據(jù)原料來源和工藝條件變化,典型含量范圍在Al?O? 30-60%與TiO? 20-50%之間,還含有少量硅、鐵等雜質(zhì)元素(Fe?O?通常低于5%)。
需要特別關(guān)注鋁鈦渣的物理特性,特別是其呈現(xiàn)的灰黑色顆粒狀形態(tài),堆積密度約為1.2-1.6g/cm3,熔點區(qū)間在1450-1600℃之間。這類材料既具有氧化鋁的高耐火性,又因二氧化鈦的存在表現(xiàn)出特殊的光催化性能,這使其在耐火材料、陶瓷釉料和環(huán)保催化劑領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值。當前全球每年約產(chǎn)生300-400萬噸鋁鈦渣,中國和俄羅斯作為主要產(chǎn)出國,其利用率仍不足30%,大量堆存不僅占用土地還可能造成粉塵污染。
在資源化利用方面,研究人員正積極探索鋁鈦渣的高值轉(zhuǎn)化途徑。通過酸堿聯(lián)合法可分離提取其中的鋁、鈦組分,回收率可達85%以上;作為混凝土摻合料時可提升抗壓強度(28天強度提高10-15MPa);在制備鈦酸鋁陶瓷時,原料成本能降低40%左右。不過要注意處理過程中鈦元素可能存在的四價與三價態(tài)轉(zhuǎn)換問題,這會影響最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
隨著循環(huán)經(jīng)濟理念的深化,鋁鈦渣正從工業(yè)廢棄物向戰(zhàn)略資源轉(zhuǎn)變。最新研究表明,通過微波輔助焙燒技術(shù)可將其轉(zhuǎn)化為介孔材料(BET比表面積>200m2/g),用于重金屬吸附的去除率超過95%。未來隨著提取技術(shù)的進步和環(huán)保要求的提高,這種"放錯位置的資源"很可能催生新的產(chǎn)業(yè)鏈,特別是在建筑新材料和環(huán)境治理領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。