[发明专利]一种用缓冷含钛高炉渣制备CaTiO3复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料制备技术领域，具体涉及一种以缓冷含钛高炉渣为主要原料制备CaTiO₃复合材料的方法。

背景技术

钙钛矿型CaTiO₃材料由于具有光催化降解有机物、裂解水产生氢气和氧气和具有发光性能等优点而受到广泛的关注。目前，合成钙钛矿型CaTiO₃的方法主要有液相法、固相法和机械激活法等，具体制备工艺可见文献：“Anodic-hydrothermal preparation of prism-shaped CaTiO₃ structure on titanium surface” （Applied Surface Science，2011（257）：pp3092~3096）、“固相合成钛酸钙的光催化性能”（环境化学，2010 （29）：pp831~834）和“Microstructure characterization of ball milled prepared nanocrystalline perovskite CaTiO₃ by Rietveld method”（Materials Chemistry and Physics，2004（86）：pp284~292）。以上文献中，制备钙钛矿型CaTiO₃的主要原料均为含钛和含钙的高纯化工原料，生产成本较高。

含钛高炉渣中含有大量的有价组分钛、硅、铝和钙，是一种价值极高的冶金二次资源。目前含钛高炉渣的综合利用率低，特别是几十年以来积累下来的数量极其巨大的自然冷却高炉渣，由于在常规条件下极难浸出其有价组分，因此，绝大多数利用方式仍处于低附加值层次，即使对其进行资源化利用（如：制取TiO₂及TiCl₄、含钛组分的选择性富集、长大与分离等），也只是提取单一组分Ti，附加值较低，且生产过程比较复杂，难以实现大宗量利用。

发明内容

本发明为了克服现有CaTiO₃生产成本高以及含钛高炉渣资源化利用的缺陷，提供了一种以缓冷含钛高炉渣(以下简称为含钛高炉渣)为主要原料来制备钙钛矿型CaTiO₃复合材料的方法。

本制备方法所涉及的原料及具体制备方法如下：

1、制备钙钛矿型CaTiO₃复合材料的主要原料：

本发明所用主要原料为含钛高炉渣，其典型成分见表1，该高炉渣中的钛和钙的氧化物含量占总组分的45%以上，并且其两者大部分以CaTiO₃的形式存在，这为该方法制备钛酸铝提供了丰富的钛和铝的来源，因此，本发明的核心就是采用合理的路线，调整其中的Al、Si、Mg和Fe等组分的含量，获得多元有益元素参杂的钙钛矿型CaTiO₃复合材料。

表1 含钛高炉渣的主要化学成分（wt.%）