氧化铁颜料属于彩色无机颜料,其使用范围跨多个行业,氧化铁红是其中常用的一种。以化学合成制得的市售铁红具有纯度高、色泽较好等优点,但其生产工艺流程长、污染较严重、成本高。天然氧化铁红具有生产工艺简单、理化性能稳定且价格低廉的优点,是合成氧化铁红的理想替代品。由于矿石结构简单且晶体结构与氧化铁红一致,镜铁矿可被用作制备天然氧化铁红的材料。本课题旨在研发一种镜铁矿制备天然氧化铁红的新工艺。重点开展了镜铁矿的选矿提纯、精矿的超细磨粉碎、氧化铁红的表面改性三个方面的研究,为镜铁矿的高值化利用和铁红颜料的性能优化提供了一条新途径。主要工作如下:(1)系统研究了镜铁矿除杂提纯的规律。具体地,考察磨矿细度和磁场强度对磁选精矿品位和回收率的影响,分析药剂用量、pH等条件对阳离子反浮选的影响,并对比离心机重选用于镜铁矿精选的可行性,重点研究了给矿浓度、转速等条件的影响。研究结果表明,在磨矿细度-0.038 mm占93wt%,给矿浓度为5wt%,转鼓转速为600 r/min,漂洗水用量为2.15 L/min,漂洗时间为3 min时,经过两次离心重选可以实现镜铁矿的深度提纯,得到氧化铁纯度99.11wt%,回收率54.40%的高纯铁精矿。(2)系统研究了不同磨矿条件对镜铁矿粒度分布的影响,具体包括球磨时间、磨机转速、磨矿浓度、球磨罐的容积率等。结果表明,增加球磨时间和转速、保持适当的浓度和容积率,有利于减小粒度。超细磨样品的性能与铁红国际标准、市售铁红对比结果表明,其物化指标,包括水溶物、筛余物、吸油值等,显著优于市售。(3)查明了氧化铁红产品的色相调整机理。通过扫描电镜、XRD、紫外-可见分光光度法分析,发现一定时长的煅烧使得Fe2(S04)3转化为Fe203;不同的煅烧温度和硫酸质量分数通过影响粒度而改变光的反射、折射和吸收,从而调整色相;煅烧后,样品由不规则片状变成卵形结构。