【摘 要】
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铁尾矿是铁矿石选矿后剩余的固体废弃物,主要成分为含硅、铝、钙等的非金属矿复合物,有望用于制备高附加值功能材料。本工作利用铁尾矿中石英、钙长石、钠长石、斜绿泥石、白云母等矿物中硅、铝、镁等元素,通过碱和金属盐的协同作用制备了硅酸铜钡复合颜料和氧化铁红复合颜料,研究了铁尾矿在复合颜料合成过程中的作用机制。以铁尾矿、氯化铜、氯化钡和硅酸钠为合成原料,通过水热法制备了硅酸铜钡复合颜料。复合颜料的主要物相为
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铁尾矿是铁矿石选矿后剩余的固体废弃物,主要成分为含硅、铝、钙等的非金属矿复合物,有望用于制备高附加值功能材料。本工作利用铁尾矿中石英、钙长石、钠长石、斜绿泥石、白云母等矿物中硅、铝、镁等元素,通过碱和金属盐的协同作用制备了硅酸铜钡复合颜料和氧化铁红复合颜料,研究了铁尾矿在复合颜料合成过程中的作用机制。以铁尾矿、氯化铜、氯化钡和硅酸钠为合成原料,通过水热法制备了硅酸铜钡复合颜料。复合颜料的主要物相为硅酸铜钡和钙长石的复合物,呈现为40～60 nm的不规则球状形貌。铁尾矿中的全部矿物均参与了复合颜料的合成,其中石英和钠长石的反应率为100%。这些矿物的Si-O-Si,Si-O-M（M=Al、Mg、Ca等）键断裂释放出Si O32-,为硅酸铜钡相的合成补充了硅源,使复合颜料中硅酸铜钡相的结晶度相对未添加铁尾矿的颜料提高了57%;铁尾矿中未完全反应的矿物作为载体改善了硅酸铜钡颗粒的分散性。结晶度的提高和分散性的改善,增强了复合颜料反射紫色光的效果,使其呈现出鲜艳的紫色。以铁尾矿、氯化铁和氢氧化钠为合成原料,通过水热法制备了氧化铁红复合颜料。复合颜料的主要物相为氧化铁、石英和钙长石的复合物,呈现为200～300 nm的椭球状形貌。铁尾矿中的全部矿物均参与了复合颜料的合成,其中,钙长石、斜绿泥石、白云母的Si-O-M和M-O-M（M=Al、Mg、Ca等）键断裂释放出Al3+、Mg2+,对部分Fe3+置换形成掺杂氧化铁;未完全反应的矿物作为载体改善了氧化铁颗粒的分散性。Al3+、Mg2+的掺杂和分散性的改善增强了复合颜料反射红光的效果,使其呈现鲜艳的红色,其色度值优于未添加铁尾矿的颜料。此外,复合颜料表现出良好的耐酸、耐碱和耐热性。
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