高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。在高炉冶炼生铁时，从高炉加入的原料，除了铁矿石和燃料（焦炭）外，还要加入助熔剂。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。高炉矿渣是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的，是一种易熔混合物。水淬高炉矿渣主要指炼铁高炉排出的粒化炉渣，泛指从炉中高温熔融状态流出后经水淬急冷而成的一种以硅铝酸钙玻璃体为主的工业废渣。它是一种具有很高潜在活性的玻璃体矿物材料。
高炉矿渣的主要化学成分是CaO、MgO、Al2O3、SiO24种，它们约占矿渣总质量的90%。其中SiO2和Al2O3主要来自铁矿石中的脉石和焦炭中的灰分，CaO和MgO主要来自助熔剂。由于矿石品位和冶炼生铁品种不同，矿渣的化学成分波动较大。矿渣为铝硅酸盐玻璃体，其主要组成属于CaO-Al2O3-SiO2矿物体系。除了大量的玻璃体外，矿渣中还含有钙镁铝黄长石和少量的硅酸一钙和硅酸二钙等结晶体，因此矿渣具有微弱的自身水硬性。
虽然矿渣的玻璃体组成及其含量是决定矿渣活性的基本因素，但矿渣的颗粒特征，特别是颗粒粒径的大小也是一个关键因素。据报道，小于10μm的颗粒对胶凝材料的早期直至28d强度都有贡献，10～45μm颗粒只对后期强度产生作用，而大于45μm的颗粒难以参与水化反应。
按照高炉矿渣化学成分中碱性氧化物之和与酸性氧化物之和的比值，高炉矿渣可分为碱性矿渣、中性矿渣和酸性矿渣。矿渣的碱度可以用碱性率来表示[1]，见式（2.1.1）。
式中 Mo——碱性率；
CaO、MgO、SiO2和Al2O3——相应氧化物的质量百分数。
Mo数值如果大于1，则为碱性矿渣，小于1为酸性矿渣，等于1则为中性矿渣。
目前，矿渣的活性评定方法有多种。用化学成分来评定矿渣的质量没有涉及矿渣的结构特征，虽然不够全面，但是能够大致说明矿渣的特性。国内一般采用活性率（Mc）和质量系数（K）对矿渣进行评价，见式（2.1.2）和式（2.1.3）。(www.xing528.com)
式中 Mc——矿渣活性率；
K——矿渣质量系数；
CaO、MgO、Al2O3、SiO2、Mn O和TiO2——相应氧化物的质量百分数。
质量系数反映了矿渣中活性组分和非活性组分之间的比例，K值越大，活性越高。
水淬高炉矿渣的活性与化学成分有关，但更取决于冷却条件[2]。慢冷的矿渣具有相对均衡的结晶结构，主要矿物为钙铝黄长石、镁黄长石、钙长石、硫化钙和硅酸二钙等。除硅酸二钙具有缓慢水硬性外，其他矿物成分常温下水硬性很差。水淬急冷阻止了矿物结晶，因而形成大量的无定形活性玻璃体结构或网络结构，具有较高的潜在活性。在激发剂作用下，其活性被激发出来，能引起水化硬化作用而产生强度。
每生产1t生铁，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矿渣；用富铁矿炼铁时，每吨生铁只产出0.25t矿渣。由于近代选矿和炼铁技术的提高，每吨生铁产出的高炉矿渣量已经大大下降。据有关统计资料显示，2006年全国累计生产生铁4.04亿t，以国内平均水平生产1t生铁产生0.65t矿渣计算，全年可产生矿渣2.63亿t。我国的高炉矿渣利用率比较高，目前除钒钛等合金炉渣、含稀土元素的矿渣没有得到工业化利用外，其余大部分主要用于生产矿渣水泥、混凝土掺和料，少量用于生产矿渣微粉、矿渣纤维、筑路填料等。这方面的“资源”利用大大减少了占地和环境污染，节约了能源，降低了成本，产生了较好的经济效益和社会效益。
水淬高炉矿渣的处理和综合利用，国内外科研工作者都作了大量的研究和实践工作。国内利用矿渣生产矿渣硅酸盐水泥，是一项比较成熟的技术，约占已利用矿渣的78%。矿渣水泥与普通水泥比较，具有水化热低、密实性好、抗硫抗碱腐蚀性能好等优点，其缺点是保水性差、早期强度低、凝结时间长、不适合低温施工和施工需要养护等。矿渣水泥的生产工艺是将熟料、矿渣、石膏混合共同磨细而成。由于各物料间易磨性的差别，矿渣硬度大，不容易磨细，导致矿渣的机械激活效果差，难以发挥其优越性，使得最终产品强度低、矿渣掺和量（15%～50%）也低。
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