工程科学学报.第42卷，第10期：1325-1334.2020年10月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.10:1325-1334,October 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.10.17.005;http://cje.ustb.edu.cn 利用湿法炼锌赤铁矿法沉铁渣制备铁红工艺 杨源，邓志敢四，魏昶，樊刚，刘慧杨，曾 涛，朱应旭 昆明理工大学治金与能源工程学院，昆明650039 ☒通信作者，E-mail:dengzhigan83@163.com 摘要针对赤铁矿渣中存在杂质，影响其综合回收利用的问题，开展赤铁矿渣高温水热法脱杂，制备铁红的研究.研究了不 同酸度、温度、时间和液固比条件，对铁红产品中铁、锌、硫含量以及锌、硫脱除率和铁溶出率的影响.实验结果表明：H值 为1，温度220℃，保温时间3h,液固比6：1，转速400rmin条件下，铁红产品中铁质量分数由58.66%上升为66.83%：赤褐 铁类矿物含铁由占总铁质量分数94.05%.上升为97.79%：硫质量分数由2.96%下降至0.82%：锌质量分数由1.03%下降至 0.18%.经X射线衍射检测，与赤铁矿渣相比，铁红产品中氧化铁信号峰值提高，杂峰减少.通过扫描电镜能量散射X射线分 析，铁红产品表面附着的硫酸盐等杂质经高温水热法处理后明显减少：实验前后，赤铁矿渣与铁红产品颗粒形貌与大小没有 发生变化.实验处理后的铁红产品经检测，满足国家标准氧化铁红含铁量C级，水溶物和水溶性氯化物及硫酸盐含量Ⅲ型， 筛余物2型，105℃挥发物V2型，来源a型标准. 关键词湿法炼锌：赤铁矿法沉铁：铁红：脱杂：高温水热法 分类号TF802.2 Preparation of iron oxide red by sinking iron slag in zinc smelting hematite process YANG Yuan,DENG Zhi-gan,WEI Chang,FAN Gang,LIU Hui-yang,ZENG Tao,ZHU Ying-xu School of Metallurgy and Energy Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650039,China Corresponding author,E-mail:dengzhigan83@163.com ABSTRACT In wet zinc smelting process,iron slag generated by hematite process has high iron content,uniform particle size,and stable thermodynamics,which have evident advantages.However,impurities are present in hematite slag,including jarosite,basic ferric sulfate,adsorptive salts,and small amounts of iron carbonate and iron silicate,that limit its comprehensive recovery and utilization.In view of these impurities in hematite slag,in this study,iron oxide red was prepared using a high-temperature hydrothermal method.The effects of different acidity levels,temperatures,preparation times,and liquid-solid ratios on the contents ofiron,zinc,and sulfur were studied,as were the removal rates of zinc and sulfur and dissolution rate of iron.The experimental results show that the iron content in the iron oxide red products increases from 58.66%to 66.83%at following parameters:pH 1,temperature 220 C,preparation time 3h, liquid-solid ratio6:1,and rotation speed 400 rmin.The iron content of the ferrous minerals increases from 94.05%to97.79%,sulfur content decreases from 2.96%to 0.82%,and zinc content decreases from 1.03%to 0.18%.As determined by X-ray diffraction.compared with hematite slag,the peak value of the iron oxide signal in the iron oxide red products is higher and that of the miscellaneous peak is lower.Scanning electron microscopy analysis/energy dispersive analysis of X-rays show that the amounts of sulfate and other impurities on the surface of the iron oxide red products are significantly reduced after high-temperature hydrothermal treatment.However,the morphologies and sizes of the hematite slag and red iron oxide product particles do not change.After the experimental treatment,the iron oxide red products are determined to meet the national standard:iron oxide red content grade C,water soluble substance and water- 收稿日期：2019-10-17 基金项目：国家自然科学基金地区基金资助项目(51564030.51664030)：国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51804146)：国家自然 科学基金地区科学基金资助项目(51964029)：国家重点研发计划固废资源化专项资助项目(2018YFC1900402)利用湿法炼锌赤铁矿法沉铁渣制备铁红工艺 杨    源，邓志敢苣，魏    昶，樊    刚，刘慧杨，曾    涛，朱应旭 昆明理工大学冶金与能源工程学院，昆明 650039 苣通信作者，E-mail：dengzhigan83@163.com 摘    要    针对赤铁矿渣中存在杂质，影响其综合回收利用的问题，开展赤铁矿渣高温水热法脱杂，制备铁红的研究. 研究了不 同酸度、温度、时间和液固比条件，对铁红产品中铁、锌、硫含量以及锌、硫脱除率和铁溶出率的影响. 实验结果表明：pH 值 为 1，温度 220 ℃，保温时间 3 h，液固比 6∶1，转速 400 r·min−1 条件下，铁红产品中铁质量分数由 58.66% 上升为 66.83%；赤褐 铁类矿物含铁由占总铁质量分数 94.05%，上升为 97.79%；硫质量分数由 2.96% 下降至 0.82%；锌质量分数由 1.03% 下降至 0.18%. 经 X 射线衍射检测，与赤铁矿渣相比，铁红产品中氧化铁信号峰值提高，杂峰减少. 通过扫描电镜/能量散射 X 射线分 析，铁红产品表面附着的硫酸盐等杂质经高温水热法处理后明显减少；实验前后，赤铁矿渣与铁红产品颗粒形貌与大小没有 发生变化. 实验处理后的铁红产品经检测，满足国家标准氧化铁红含铁量 C 级，水溶物和水溶性氯化物及硫酸盐含量 III 型， 筛余物 2 型，105 ℃ 挥发物 V2 型，来源 a 型标准. 关键词    湿法炼锌；赤铁矿法沉铁；铁红；脱杂；高温水热法 分类号    TF802.2 Preparation of iron oxide red by sinking iron slag in zinc smelting hematite process YANG Yuan，DENG Zhi-gan苣 ，WEI Chang，FAN Gang，LIU Hui-yang，ZENG Tao，ZHU Ying-xu School of Metallurgy and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650039, China 苣 Corresponding author, E-mail: dengzhigan83@163.com ABSTRACT    In wet zinc smelting process, iron slag generated by hematite process has high iron content, uniform particle size, and stable thermodynamics, which have evident advantages. However, impurities are present in hematite slag, including jarosite, basic ferric sulfate, adsorptive salts, and small amounts of iron carbonate and iron silicate, that limit its comprehensive recovery and utilization. In view of these impurities in hematite slag, in this study, iron oxide red was prepared using a high-temperature hydrothermal method. The effects of different acidity levels, temperatures, preparation times, and liquid–solid ratios on the contents of iron, zinc, and sulfur were studied, as were the removal rates of zinc and sulfur and dissolution rate of iron. The experimental results show that the iron content in the iron oxide red products increases from 58.66% to 66.83% at following parameters: pH 1, temperature 220 ℃, preparation time 3 h, liquid–solid ratio 6∶1, and rotation speed 400 r·min−1. The iron content of the ferrous minerals increases from 94.05% to 97.79%, sulfur content decreases from 2.96% to 0.82%, and zinc content decreases from 1.03% to 0.18%. As determined by X-ray diffraction, compared with hematite slag, the peak value of the iron oxide signal in the iron oxide red products is higher and that of the miscellaneous peak is lower. Scanning electron microscopy analysis/energy dispersive analysis of X-rays show that the amounts of sulfate and other impurities on  the  surface  of  the  iron  oxide  red  products  are  significantly  reduced  after  high-temperature  hydrothermal  treatment.  However,  the morphologies and sizes of the hematite slag and red iron oxide product particles do not change. After the experimental treatment, the iron oxide red products are determined to meet the national standard: iron oxide red content grade C, water soluble substance and water- 收稿日期: 2019−10−17 基金项目: 国家自然科学基金地区基金资助项目（51564030，51664030）；国家自然科学基金青年科学基金资助项目（51804146）；国家自然 科学基金地区科学基金资助项目（51964029）；国家重点研发计划固废资源化专项资助项目（2018YFC1900402） 工程科学学报，第 42 卷，第 10 期：1325−1334，2020 年 10 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 10: 1325−1334, October 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.10.17.005; http://cje.ustb.edu.cn