攀西地區(qū)蘊(yùn)藏著極其豐富的釩鈦磁鐵礦，其中含有鈦、鐵、釩、鉻等10多種重要戰(zhàn)略資源。攀枝花長期以來致力于其有價(jià)元素的回收利用，由于釩鈦磁鐵礦的獨(dú)特性，現(xiàn)有技術(shù)和生產(chǎn)工藝只能回收利用其中的鐵、釩、鈦資源，而鈦資源的利用率只有近15%，原礦中大約50％的鈦進(jìn)入了鐵精礦，在隨后的高爐冶煉過程中流入高爐渣中，形成了攀枝花特有的高鈦型高爐渣。攀枝花市于2001年成立了專業(yè)處置高鈦型高爐渣的攀枝花市環(huán)業(yè)冶金渣開發(fā)有限責(zé)任公司。至今，產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用僅限于低附加值的建材產(chǎn)品，而高附加值的提鈦綜合開發(fā)由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等原因，尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
一、攀枝花高鈦型高爐渣是放錯(cuò)位置的資源
?。ㄒ唬┡手ǜ哜佇透郀t渣資源特性
攀枝花高鈦型高爐渣化學(xué)成分復(fù)雜。主要含有二氧化鈦22～25％，二氧化硅22～26％，三氧化二鋁16～19％，三氧化二鐵0.22～0.44％，氧化鈣22～29％和氧化鎂7～9％。影響高鈦型高爐渣不能綜合利用渣中鈦資源的主要原因有兩個(gè)：一是渣中的鈦分散在鈣鈦礦、富鈦透輝石、攀鈦透輝石、尖晶石和碳氮化鈦等多種含鈦礦物相中，嵌布關(guān)系復(fù)雜，其中50％的鈦集中在鈣鈦礦中；二是分散在高爐渣中的含鈦礦物相晶粒非常細(xì)小，平均只有10微米左右，采用常規(guī)選礦技術(shù)分離回收鈦非常困難。
?。ǘ└哜佇透郀t渣開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)效益巨大
高爐渣因存量大、有益元素豐富、含鈦量高等特點(diǎn)而極具開發(fā)利用價(jià)值。攀枝花高爐渣已累計(jì)堆積了近6000多萬噸，目前每年仍以300多萬噸的速度遞增。按6000萬噸高爐渣存量計(jì)算，其中積累的二氧化鈦就高達(dá)1500萬噸左右，而且每年還有大約60多萬噸的新增量。如果能有效提取高爐渣中二氧化鈦替代日益減少的金紅石鈦資源，將為攀枝花國鈦工業(yè)的發(fā)展開辟新的原料來源。
高爐渣中還含有大量鎵、鉻、錳、鈧、鋁、鐵等有價(jià)元素，這是一筆可觀的二次資源。
（三）高鈦型高爐渣開發(fā)利用環(huán)境效益良好
長期堆放、存量巨大的高爐渣已經(jīng)帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。攀鋼已經(jīng)在東渣場及西渣場堆放了約4000多萬噸高爐渣，1993年投入使用的巴關(guān)河渣場，1996年起便成了攀鋼排棄冶金渣的唯一場所，造成了環(huán)境污染，影響了長江上游的生態(tài)環(huán)境。
因此，攀枝花高鈦型高爐渣綜合開發(fā)利用對于減少攀枝花市冶金廢渣帶來的環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)人與資源、人與環(huán)境和諧共處，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義和深遠(yuǎn)影響。
二、攀枝花高鈦型高爐渣綜合利用研究及產(chǎn)業(yè)化情況
從上世紀(jì)七十年代開始，圍繞高爐渣提鈦利用和非提鈦利用，先后開展了大量的研究和實(shí)踐探索，取得了許多成果，部分已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
?。ㄒ唬└哜佇透郀t渣提鈦開發(fā)利用研究
主要進(jìn)行了三大方面的研究：一是復(fù)合提取高爐渣中的鈦資源；二是從渣中提取硫酸法鈦白粉原料；三是從渣中提取氯化法鈦白粉和海綿鈦原料。具體研究情況為：
1、高溫碳化—低溫氯化制取四氯化鈦—?dú)堅(jiān)扑喙に囇芯?。“七五”、“八五”期間，攀研院進(jìn)行了高鈦型高爐渣電爐在1300攝氏度-1600攝氏度的范圍內(nèi)熔融還原碳化制取碳化渣，在282攝氏度-714攝氏度的范圍內(nèi)氯化制取四氯化鈦，以及氯化殘?jiān)扑嗟膶?shí)驗(yàn)室研究、擴(kuò)大試驗(yàn)研究和高溫碳化的工業(yè)性試驗(yàn)研究。該工藝流程短、分離效率高，可兼顧提鈦與渣的綜合利用，有產(chǎn)業(yè)化前景。
2、用硫酸法提取二氧化鈦及氧化鈧研究。“八五”期間，攀研院、湖南稀土金屬材料研究所、中南工業(yè)大學(xué)、冶金建設(shè)研究院對從攀鋼高爐渣中提鈦、鈧等元素進(jìn)行了聯(lián)合攻關(guān)，完成實(shí)驗(yàn)室小試后進(jìn)行了擴(kuò)大試驗(yàn)。其主要方法是用硫酸浸取高爐渣，經(jīng)過水解、萃取、沉淀等生產(chǎn)出鈦白粉、三氧化二鈧，并得到硫酸鋁銨或三氧化二鋁、氧化鎂等副產(chǎn)物，此技術(shù)路線鈧的回收率達(dá)到60%，鈦的回收率達(dá)73.4%。但該工藝流程長，三廢量大，工藝很不經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)業(yè)化前景不明朗。
3、制取鈦白和中品位人造金紅石研究。中南工業(yè)大學(xué)以攀鋼高爐渣為原料，硫酸常壓水解制取了焊條級、搪瓷級、顏料級鈦白粉，其殘?jiān)捎糜谒嗌a(chǎn)，同時(shí)進(jìn)行了制取人造金紅石的實(shí)驗(yàn)室小試。由于各項(xiàng)指標(biāo)均不夠理想，發(fā)展前景不大。
4、碳化-磁選-鹽酸浸除雜工藝富集碳化鈦研究。北京科技大學(xué)對高爐渣進(jìn)行碳（氮）化處理，分選碳化鈦?zhàn)鲞^研究，攀研院也對將高爐渣碳化后，采用選磁選后鹽酸浸出分選除雜工藝富集碳化鈦進(jìn)行了研究?？杉骖櫶徕伵c渣的綜合利用，有一定產(chǎn)業(yè)化前景，但三廢量大，能耗高，產(chǎn)業(yè)化難度大。
5、高爐渣中鈦選擇性富集到鈣鈦礦研究。東北大學(xué)采用鋼渣、氧化鈣和三氧化二鐵對高爐渣進(jìn)行改性處理，在適當(dāng)熱處理?xiàng)l件下，采用選礦工藝分選出其中的鈣鈦礦，再進(jìn)行鈦的提取。該工藝要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還需要解決工藝流程長、三廢量大、成本高等問題。
6、綜合回收高爐渣中鐵、鈦工藝研究。20世紀(jì)80年代，北京科技大學(xué)開展了此項(xiàng)研究。試驗(yàn)表明：對高爐渣改性后，采用“破碎選擇性磨選、磁選”流程，綜合回收率大于75%；采用“酸處理、濾渣浮選”流程選鈦，綜合回收率大于50%。這一研究成果離產(chǎn)業(yè)化還有很長一段距離。
7、熔融電解硅-鈦-鋁合金工業(yè)性試驗(yàn)研究。80年代，重慶鋼鐵研究院和重慶鋁廠承擔(dān)了該項(xiàng)目，在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和擴(kuò)大試驗(yàn)經(jīng)技術(shù)鑒定基礎(chǔ)上，進(jìn)行了將攀鋼高爐渣破碎、球磨、篩分后，配一定三氧化二鋁進(jìn)行熔融電解制備成硅-鈦-鋁中間合金，但項(xiàng)目實(shí)際用渣量太少。
8、冶煉硅-鈦合金研究?！鞍宋濉逼陂g，攀研院、重慶大學(xué)、重慶鋼鐵公司鋼研所和冶金部建設(shè)研究總院等進(jìn)行了聯(lián)合攻關(guān)，研制了鈦硅合金，并用于重慶鋼鐵公司進(jìn)行取代30鈦鐵試驗(yàn)，冶煉出合格的鋼，殘?jiān)M(jìn)行制作水泥試驗(yàn)，取得良好效果。
（二）高鈦型高爐渣非提鈦開發(fā)利用研究
主要開展了制造建材方面的研究，具體內(nèi)容有：
1、制備混凝土骨料。1985年，攀研院用高爐渣作原料，進(jìn)行了轉(zhuǎn)鼓法干料化制砂作混凝土骨料的研究，攀鋼建安公司也曾用攀鋼水淬高爐渣代替天然砂配制混凝土和砂漿的試驗(yàn)，都表明?；翱梢源婧由笆褂谩?nbsp;
2003年攀研院對攀鋼高爐渣用作混凝土料進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，試驗(yàn)表明，用高鈦重礦渣碎石可以代替普通碎石配制混凝土，且混凝土的性能指標(biāo)與普通碎石配制的混凝土相當(dāng)。
2、釉面磚、陶瓷磚和地磚。1986年攀研院和仁和瓷廠合作，用攀鋼含鈦水碎高爐渣和當(dāng)?shù)靥胀僚淞铣晒υ囍瞥龇蠂覙?biāo)準(zhǔn)的釉面磚。四川輕工業(yè)研究所在實(shí)驗(yàn)室小試中利用含鈦高爐渣制備出陶瓷磚和地磚，其指標(biāo)性能達(dá)到了同類產(chǎn)品要求。
3、新型墻體材料。攀研院與西南科技大學(xué)合作，利用攀鋼高爐渣為主要原料研制新型墻體材料，開發(fā)出了空心率為52%的小型礦渣空心砌磚和MU15實(shí)心免燒磚?？招钠龃u綜合性能指標(biāo)達(dá)到MU10的水平，實(shí)心免燒磚質(zhì)量達(dá)到一級品標(biāo)準(zhǔn)。
4、衛(wèi)生瓷板。重慶硅酸鹽研究所曾將液態(tài)攀鋼高爐渣加熱到1500攝氏度，用澆注成型和離心成型法制作了不同外觀的礦渣微晶玻璃，用于制備衛(wèi)生瓷板、墻磚、管道等。
5、微晶鑄石、耐堿玻纖和礦棉板。20世紀(jì)70年代，四川省建材工業(yè)科研所開展了以高爐渣為原料澆注做成微晶鑄石管、玻璃纖絲、耐堿礦棉等的研究。
（三）攀枝花市高鈦型高爐渣綜合利用產(chǎn)業(yè)化情況
攀枝花市從事高鈦型高爐渣產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用的企業(yè)主要有攀枝花環(huán)業(yè)冶金渣開發(fā)有限責(zé)任公司和攀枝花西區(qū)萬盈工貿(mào)有限責(zé)任公司，目前已累計(jì)處理利用了近1500萬噸的高鈦型高爐渣。
攀枝花環(huán)業(yè)冶金渣開發(fā)有限責(zé)任公司是攀枝花市規(guī)模最大的從事冶金渣開發(fā)利用的環(huán)保企業(yè)。
該企業(yè)經(jīng)過五年的攻關(guān)，已開發(fā)出礦渣碎石、礦渣砂、路沿石、硅酸鹽砌磚、水溝蓋板、彩色路面磚、普通硅酸鹽水泥、復(fù)合微粉、光亮劑、高鈦型石油壓裂支撐劑等10大系列的20多種礦渣建材產(chǎn)品，形成了年產(chǎn)礦渣碎石150萬立方米、礦渣砂100萬立方米、彩色路面磚15萬平方米、路沿石10萬塊、硅酸鹽砌磚40萬塊、普通硅酸鹽水泥30萬噸、高鈦石油壓裂支撐劑1萬噸的生產(chǎn)規(guī)模。其中，高鈦型石油壓裂支撐劑經(jīng)中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院支撐劑評價(jià)室和該行業(yè)的世界權(quán)威機(jī)構(gòu)美國STIM-LAB實(shí)驗(yàn)室的檢測，被認(rèn)為產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)已達(dá)到或超過國際先進(jìn)水平，目前已遠(yuǎn)銷俄羅斯、哈薩克斯坦、阿塞拜疆等國家和地區(qū)。
攀枝花西區(qū)萬盈工貿(mào)有限責(zé)任公司開發(fā)出高鈦型高爐渣制備礦棉板技術(shù)，建成了年產(chǎn)130萬平方米礦棉板的生產(chǎn)線并已投產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
目前攀枝花已具備年處理350～400萬噸高爐渣的能力，基本上可以消化當(dāng)年攀鋼高鈦型高爐渣的新增量。
三、攀枝花高鈦型高爐渣開發(fā)利用存在的問題
?。ㄒ唬┙?jīng)濟(jì)性和規(guī)模性不能兼顧的問題
攀枝花高鈦型高爐渣的開發(fā)利用雖然已取得了較大的成績，但還存在經(jīng)濟(jì)效益和規(guī)模利用不能很好兼顧的問題。一方面，目前高鈦型高爐渣上規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用主要是直接用于生產(chǎn)建材等產(chǎn)品，高爐渣中的有價(jià)元素未經(jīng)提取，產(chǎn)品相對附加值低，經(jīng)濟(jì)效益差；另一方面，利用高鈦型高爐渣開發(fā)的部分產(chǎn)品雖然附加值較高，經(jīng)濟(jì)效益也比較明顯，但對高爐渣的利用量太少，對于最終徹底解決高鈦型高爐渣綜合利用問題實(shí)際意義不大。
?。ǘ┧枷胝J(rèn)識不統(tǒng)一
攀枝花高鈦型高爐渣的開發(fā)利用目前存在兩種觀點(diǎn)：一種認(rèn)為高鈦型高爐渣中所含有的鈦是極為寶貴的資源，應(yīng)該對高鈦型高爐渣進(jìn)行提鈦開發(fā)利用；而另一種則認(rèn)為高鈦型高爐渣提鈦利用成本太高，經(jīng)濟(jì)價(jià)值低，只能走非提鈦利用的途徑。
四、開發(fā)攀枝花高鈦型高爐渣資源的下一步思路
過去的幾十年里，市政府對攀枝花高鈦型高爐渣的開發(fā)利用給予了大力支持，國內(nèi)外各界人士也進(jìn)行了大量研究和探索，為攀枝花高鈦型高爐渣綜合開發(fā)利用奠定了良好的理論基礎(chǔ)。
下一步的開發(fā)利用應(yīng)當(dāng)開拓新的思路：一是逐步轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的直接用作普通建筑材料的粗放式利用方式，加強(qiáng)高爐渣非提鈦利用中高附加值新產(chǎn)品的開發(fā)，做到既有經(jīng)濟(jì)效益，又有利用規(guī)模；二是加強(qiáng)高鈦型高爐渣提鈦產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)，注重已取得的階段性成果和其它新工藝、新技術(shù)的合理有效對接，不但要考慮鈦資源的經(jīng)濟(jì)性提取，還要兼顧提鈦過程中的副產(chǎn)物、輔助劑的回收利用，防止二次污染的產(chǎn)生。
