Comportamento de Cristalização da Escória CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2-FeO com Diferentes Razões CaO/SiO2

O rejeito extraído de titânio é um subproduto gerado durante o processo de tratamento da escória de alto-forno contendo titânio. O comportamento de cristalização do rejeito extraído de titânio durante o processo de resfriamento é significativo para sua utilização na preparação de cerâmicas vítreas. Neste trabalho, a escória CaO-SiO2-Al2O3-MgO-TiO2-FeO foi utilizada para explorar o efeito das razões CaO/SiO2 na cristalização do rejeito extraído de titânio. Foram realizados cálculos com FactSage 8.2 e caracterizações mineralógicas para investigar a evolução das fases e da microestrutura durante o processo de resfriamento da escória. A técnica do termopar quente único (SHTT) foi empregada para observação in situ do processo de cristalização da escória durante o resfriamento. Os resultados obtidos indicaram que as fases perovskita, melilita, espinélio, diopsídio e anortita cristalizariam durante o processo de resfriamento quando as razões CaO/SiO2 da escória estavam entre 0,7 e 1,1. O aumento da razão CaO/SiO2 para 1,3 e 1,5 promoveu a cristalização das fases olivina e merwinita, entretanto inibiu a cristalização das fases diopsídio e anortita. A temperatura inicial de cristalização e a temperatura de desaparecimento da fase líquida da escória aumentaram com o incremento das razões CaO/SiO2. A temperatura inicial de cristalização foi controlada pela precipitação da fase perovskita quando as razões CaO/SiO2 da escória atingiram 0,7–1,3. Enquanto isso, a temperatura inicial de cristalização foi controlada pela cristalização da fase espinélio quando a razão CaO/SiO2 da escória foi 1,5. O tempo de incubação para germinação dos cristais reduziu com o aumento das razões CaO/SiO2, o que promoveu a cristalização da escória. Além disso, o aumento da razão CaO/SiO2 de 0,7 para 1,5 elevou a taxa crítica de resfriamento de 4 °C s−1 para 11 °C s−1.