廢鈦渣是鈦金屬加工或鈦礦石冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，主要成分為二氧化鈦(TiO? 含量30-70%)與多種金屬氧化物。這類工業(yè)廢料通常呈現(xiàn)灰黑色顆粒狀或塊狀，密度約為2.5-3.5g/cm3，含有未完全分離的鐵、鋁、鎂等元素。在鈦白粉生產(chǎn)、海綿鈦冶煉等工藝流程中，每生產(chǎn)1噸鈦產(chǎn)品約產(chǎn)生0.3-1.2噸廢渣，其化學(xué)活性與原始鈦礦存在顯著差異。

從物相組成來(lái)看，廢鈦渣區(qū)別于常規(guī)礦渣的特點(diǎn)在于含有大量金紅石型或銳鈦礦型TiO?晶體結(jié)構(gòu)。冶煉溫度控制在1500-1700℃時(shí)，會(huì)形成特有的鈣鈦礦相(CaTiO?)和鎂鈦礦相(MgTiO?)。值得注意的是，其中可溶性鈦含量往往低于5%，這直接影響后續(xù)回收工藝的選擇。部分高端廢渣還含有微量鈧(Sc?O? 0.02-0.1%)等稀土元素，具有特殊提取價(jià)值。

當(dāng)前對(duì)廢鈦渣的利用主要集中在三個(gè)方向：經(jīng)過(guò)酸溶提純后制備人造金紅石(TiO?含量>90%)，作為建材原料生產(chǎn)鈦酸鹽水泥，或通過(guò)碳熱還原法再生鈦鐵合金。特別是在氯化法鈦白工藝中，廢渣經(jīng)過(guò)沸騰氯化處理(溫度800-950℃)可回收80%以上的鈦資源。環(huán)境處理方面需重點(diǎn)防范其含有的放射性元素(釷、鈾含量通常<0.01%)的擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。

隨著鈦工業(yè)規(guī)模擴(kuò)大，全球每年產(chǎn)生廢鈦渣超過(guò)300萬(wàn)噸，中國(guó)占比約40%。不同產(chǎn)地的廢渣特性差異較大，比如南非產(chǎn)出的鉻鈦渣含有2-5%的Cr?O?，而加拿大魁北克地區(qū)的廢渣往往富含氧化鈮(Nb?O? 1.2-3%)。這種組分多樣性促使研發(fā)機(jī)構(gòu)開發(fā)了微波活化、等離子體處理等20余種專項(xiàng)回收技術(shù)，使綜合利用率從十年前的35%提升至現(xiàn)今的68%左右。