我国每年排放约1200万t硫铁矿烧渣,仅有约10%的烧渣用于水泥等工业作辅助原料,不仅利用率低,而且产品的附加值也低,从而限制了烧渣的大规模利用。每年排放的大量烧渣只能堆弃处理,不仅占用大量土地,而且也污染了环境。国内的科技工作者虽然对烧渣的综合利用做了大量研究,拓宽了烧渣的利用途径,但由于工艺或者成本等原因大部分尚处于实验室研究阶段,没能实现工业化生产。因此研究一种工艺流程简短易行、成本较低、附加值高且易于实现工业化生产的硫铁矿烧渣利用工艺有很大的现实意义。 氧化铁黑是铁系颜料的一种,因其对光和大气作用稳定、不溶于碱、遮盖力和着色力均很高,广泛应用于水泥建材、涂料、油墨、橡胶、陶瓷、塑料等行业。而纳米氧化铁黑因其粒径小于100nm,除具有普通氧化铁黑颜料的化学稳定性外,还具有一些特殊的性质,如透光性、强烈的吸收紫外线的能力,可保护对紫外线敏感的物质,可应用于高档汽车面漆、木器及透明塑料的着色上。虽然纳米氧化铁黑的价格比普通氧化铁黑高很多(5～10倍),但与有机颜料相比,还是比较便宜的,再加上其无毒和明显吸收紫外线的能力,故在汽车面漆和木材着色方面,还是有一定优势的。 本文以硫铁矿烧渣为原料,通过还原焙烧、硫酸酸浸、净化工艺制得了硫酸亚铁溶液,并以此精制的硫酸亚铁溶液为原料,采用沉淀氧化法工艺制备纳米氧化铁黑,探讨了制备过程中原料配比、反应温度、通氧时间、通氧速率、硫酸亚铁浓度、搅拌速率对铁黑纯度和粒径的影响。通过优化工艺条件,制得了纯度为97.35～97.9%、粒径约为21nm的纳米氧化铁黑,其它指标也符合相关国家标准。 与其它工艺相比,本工艺流程短、反应时间短、主要操作参数易控制、成本低、氧化铁黑产率高。从而为硫铁矿烧渣大规模、高附加值利用奠定了基础。