高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在冶炼生铁时，加入高炉的原料，除了铁矿石和燃料（焦炭）外，还有助熔剂。当炉温达到1400~1600℃时，助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和矿渣。高炉矿渣就是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质所组成的易熔混合物。从化学成分看，高炉矿渣是属于硅酸盐质材料。每生产1t生铁时高炉矿渣的排放量，随着矿石品位和冶炼方法不同而变化。例如采用贫铁矿炼铁时，每吨生铁产出1.0~1.2t高炉矿渣；用富铁矿炼铁时，每吨生铁只产出0.25t高炉矿渣。由于近代选矿和炼铁技术的提高，每吨生铁产生的高炉矿渣量已经大大下降。
高炉渣
（―）高炉矿渣的分类
由干炼铁原料品种和成分的变化以及操作等工艺因素的影响。高炉矿渣的组成和性质也不同。高炉矿渣的分类主要有两种方法。
（1）按照冶炼生铁的品种分类
①铸造生铁矿渣冶炼铸造生铁时排出的矿渣。
②炼钢生铁矿渣冶炼供炼钢用生铁时排出的矿渣。
③特种生铁矿渣用含有其他金属的铁矿石熔炼生铁时排出的矿渣。
（2）按照矿渣的碱度区分高炉矿渣的化学成分中的碱性氧化物之和与酸性氧化物之
和的比值称为高炉矿渣的碱度或碱性率（以M,表示），即
M0=（CaO%+MgO）%）/（SiO%+Al2O3）%）
按照高炉矿渣的碱性率（M0）可把矿渣分为如下三类：
①碱性矿渣碱性率Mn>1的矿渣。
②中性矿渣碱性率M0=1的矿渣。
③酸性矿渣碱性率M0<1的矿渣。
这是高炉矿渣最常用的一种分类方法。碱性率比较直观地反映了重矿渣中碱性氧化物和酸性氧化物含量的关系。
（二）高炉矿渣的组成
高炉矿渣中主要的化学成分是二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝（Al2O3）、氧化钙（caO）、氧化镁（MgO）、氧化锰（MnO）、氧化铁（FeO）和硫（S）等。此外，有些矿渣还含有微量的氧化钛（TiO2）、氧化钒（V2O5）、氧化钠（Na2O）、氧化钡（BaO）、五氧化二磷（P2O5）、三氧化二铬（Cr2O3）等。在高炉矿渣中氧化钙（CaO）、二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝（Al2O3）占总量的90%（质量分数）以上。几种高炉矿渣的化学成分见表1。
高炉矿渣中的各种氧化物成分以各种形式的硅酸盐矿物形式存在。
碱性高炉矿渣中最常见的矿'物有黄长石、硅酸二钙、橄榄石、硅钙石、硅灰石和尖晶石。
表1几种高炉矿渣的化学成分
酸性高炉矿渣由于其冷却的速度不同，形成的矿物也不一样。当快速冷却时全部凝结成玻璃体；在缓慢冷却时（特别是弱酸性的高炉渣）往往出现结晶的矿物相，如黄长石、假硅灰石、辉石和斜长石等。
高钛高炉矿渣的矿物成分中几乎都含有钛。
锰铁矿渣中存在着锰橄榄石（2MnO·SiO2）矿物。
镜铁矿渣中存在着蔷薇辉石（MnO·SiO2）矿物。
高铝矿渣中存在着大量的铝酸一钙（CaO·Al2O3）、三铝酸五钙（5CaO·3Al2O3）、二铝酸一钙（CaO·2Al2O3）等。
（三）高炉矿渣的综合利用概况
由于高炉矿渣属于硅酸盐质材料，又是在1400~1600℃高温下形成的熔融体，因而便于加工成多品种的建筑材料：水淬成粒状矿渣（简称水渣）是生产水泥、矿渣砖瓦和砌块的好原料；经急冷加工成膨胀矿渣珠或膨胀矿渣，可做轻混凝土骨料；吹制成矿渣棉可制造各种隔热、保温材料；浇铸成型可做耐磨的热铸矿渣；轧制成型可做微晶玻璃；慢冷成块的电矿渣可以代替普通石材用于建筑工程中。因此，高炉矿渣的综合利用非常重要。我国高炉矿渣的利用率为85%以上。
