·1328 工程科学学报，第42卷，第10期 所示.检测结果中，赤铁矿渣浸出物质含量均符合 ·Fe,O3 国家标准 赤铁矿渣颜色鲜艳，颗粒细小，均匀，热力学 性质稳定，渣中包裹、夹带的元素含量低于固废的 限制标准，堆存或回收处理不会带来环境问题.因 此，以赤铁矿渣为原料，制备氧化铁红具备优势和 PDF#89-0597 可行性 2.2溶液酸度对铁红产品质量的影响 40 60 0 在酸度范围，从溶液pH值为5.61（溶液pH值 2aM() 为5.61，酸为硫酸)至溶液酸度为50gL(每升溶 图1赤铁矿渣X射线衍射图 液中含有50g的硫酸)，研究不同酸度对铁红产品 Fig.1 Hematite X-ray diffraction patterns 中铁、锌、硫质量分数，以及锌、硫脱除率和铁溶 杂质相的晶体结构和结晶状态的影响，其信号峰 出率的影响.称取赤铁矿渣200g,温度220℃，液 值较弱或无法显示峰值，所以X射线衍射图中主 固比6：1，保温时间3h,搅拌速度400rmin,铁 要为三氧化二铁的信号峰 红产品中铁、锌、硫质量分数如图2(a)所示，铁溶 为检测赤铁矿渣中各种化合物稳定性，委托云 出率以及锌、硫脱除率如图2(b)所示 南省核工业二O九地质大队，按照GB5085.3一2007 溶液酸度从pH值为5.61，逐渐提高至50gL 标准，对赤铁矿渣腐蚀性pH,铜、锌、总铬、六 的纯硫酸水溶液，随着酸度的提高，铁红产品中铁 价铬、汞、砷等16项进行浸出毒性检测.赤铁矿 含量在酸度高于pH值为1后，出现下降趋势；锌 渣腐蚀性pH值为2.59，浸出毒性检测结果如表3 的质量分数变化不大；硫的质量分数在pH值为5.61 表3赤铁矿渣浸出毒性检测结果 Table 3 Hematite residue leaching toxicity test results mg.L- Index Fluoride Cyanide Hexavalent chromium Copper Lead Zinc Cadmium Beryllium Standard 100 J 100 5 100 1 0.02 Content 0.09 0.253 0.084 75.7 0.045 0.0015 Index Nickel Total chromium Arsenic Selenium Barium Mercury Silver Standard 5 分 5 1 100 0.1 Content 0.027 0.012 0.010 0.0072 0.0066 0.0002 70 (a) 2.0 /a 50 100 -The iron mass fraction (b) The zinc mass fraction o-The sulfur mass fraction -Zinc removal rate 90 1.5 ◆Sulfur removal rate A-Iron dissolution rate 30 80 .0 台64 70 0.5 铝62 10 60 60 0 0 pH 5.61 pH3 pH2 pH 1 10gL-130g-L-150g-i -1 pH 5.61 pH 3 pH2 pH 1 10g-L-30gL-50g-L- The solution acidity The solution acidity 图2不同酸度对铁红产品质量锌、硫脱除率以及铁溶出率的影响.()铁红产品中铁、锌、硫质量分数：(b)锌、硫脱除率以及铁溶出率 Fig.2 Effects of different acidity levels on iron oxide red content,impurity removal rate,and iron dissolution rate:(a)iron,zinc,sulfur mass fraction in iron oxide red products;(b)removal rate of zinc and sulfur and iron dissolution rate杂质相的晶体结构和结晶状态的影响，其信号峰 值较弱或无法显示峰值，所以 X 射线衍射图中主 要为三氧化二铁的信号峰. 为检测赤铁矿渣中各种化合物稳定性，委托云 南省核工业二〇九地质大队，按照 GB5085.3—2007 标准[25] ，对赤铁矿渣腐蚀性 pH，铜、锌、总铬、六 价铬、汞、砷等 16 项进行浸出毒性检测. 赤铁矿 渣腐蚀性 pH 值为 2.59，浸出毒性检测结果如表 3 所示. 检测结果中，赤铁矿渣浸出物质含量均符合 国家标准. 赤铁矿渣颜色鲜艳，颗粒细小，均匀，热力学 性质稳定，渣中包裹、夹带的元素含量低于固废的 限制标准，堆存或回收处理不会带来环境问题. 因 此，以赤铁矿渣为原料，制备氧化铁红具备优势和 可行性. 2.2    溶液酸度对铁红产品质量的影响 在酸度范围，从溶液 pH 值为 5.61（溶液 pH 值 为 5.61，酸为硫酸）至溶液酸度为 50 g·L−1（每升溶 液中含有 50 g 的硫酸），研究不同酸度对铁红产品 中铁、锌、硫质量分数，以及锌、硫脱除率和铁溶 出率的影响. 称取赤铁矿渣 200 g，温度 220 ℃，液 固比 6∶1，保温时间 3 h，搅拌速度 400 r·min−1，铁 红产品中铁、锌、硫质量分数如图 2（a）所示，铁溶 出率以及锌、硫脱除率如图 2（b）所示. 溶液酸度从 pH 值为 5.61，逐渐提高至 50 g·L−1 的纯硫酸水溶液，随着酸度的提高，铁红产品中铁 含量在酸度高于 pH 值为 1 后，出现下降趋势；锌 的质量分数变化不大；硫的质量分数在 pH 值为 5.61 表 3 赤铁矿渣浸出毒性检测结果 Table 3  Hematite residue leaching toxicity test results mg·L−1 Index Fluoride Cyanide Hexavalent chromium Copper Lead Zinc Cadmium Beryllium Standard 100 5 5 100 5 100 1 0.02 Content 0.09 — — 0.253 0.084 75.7 0.045 0.0015 Index Nickel Total chromium Arsenic Selenium Barium Mercury Silver Standard 5 15 5 1 100 0.1 5 Content 0.027 0.012 0.010 0.0072 0.0066 0.0002 — 20 40 60 80 Intensity 2θ/(°) • • • • • • • • • • Fe2O3 PDF#89-0597 图 1    赤铁矿渣 X 射线衍射图 Fig.1    Hematite X-ray diffraction patterns pH 5.61 pH 3 pH 2 pH 1 60 62 64 66 68 70 10 0 20 30 40 50 (a) (b) Mass fraction of zinc and sulfur in iron oxide red/ % The solution acidity The iron mass fraction Mass fraction of iron in iron oxide red/ % 0 The sulfur mass fraction 0.5 1.0 1.5 2.0 The zinc mass fraction Iron dissolution rate/ % Iron dissolution rate 10 g·L−1 30 g·L−1 50 g·L−1 pH 5.61 pH 3 pH 2 pH 1 The solution acidity 10 g·L−1 30 g·L−1 50 g·L−1 50 60 70 80 90 100 Zinc removal rate Sulfur removal rate Removal rate of zinc and sulfur/ % 图 2    不同酸度对铁红产品质量，锌、硫脱除率以及铁溶出率的影响. （a）铁红产品中铁、锌、硫质量分数；（b）锌、硫脱除率以及铁溶出率 Fig.2    Effects of different acidity levels on iron oxide red content, impurity removal rate, and iron dissolution rate: (a) iron, zinc, sulfur mass fraction in iron oxide red products; (b) removal rate of zinc and sulfur and iron dissolution rate · 1328 · 工程科学学报，第 42 卷，第 10 期