本文以处理固体废弃物磷化渣为目的,利用本课题组粗提纯的磷酸铁进一步优化工艺制备出超细磷酸铁微粉。目前大多数研究者对磷酸铁的制备,都是利用化学合成方法,而本课题组基于“变废为宝”的初衷,从磷化渣中提纯出并制备小颗粒的磷酸铁。同时研究其作为耐磨添加剂在塑料领域的应用及和橘皮吸附沼液中有机质的作用,为环境友好型社会做贡献。本文采用水热酸洗的方法,一步提纯出磷酸铁微粉,研究了磷酸铁微粉作为塑料添加剂的应用,以及与橘皮共同吸附沼液中的有机物和胶质的性能。首先,以磷化渣为原料,反复水洗之后,按照一定磷铁比,添加一定量的表面活性剂,合成出分散性较好的超细磷酸铁微粉,并采用了马尔文激光粒度仪(MS2000)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG-DTG)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱(EDX)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)等对所得样品进行表征及性能测试。同时设计正交实验方案,研究了水热温度、磷铁摩尔比、表面活性剂种类及用量对水热合成出来的磷酸铁粒径大小的影响。利用合成出来的超细磷酸铁微粉作为塑料添加剂,增强塑料及橡胶制品的耐磨性,延长塑料制品的使用寿命。因提纯出来的磷酸铁颗粒比较小,具有较大的比表面积,可作为吸附剂,与农林废弃物橘皮共同吸附沼液中的有机质及胶质,使沼液达到废水排放标准,解决一大环境问题,达到“以废治废”的效果。实验结果表明:经过反复水洗之后,去除粉体中过量的酸及比较大的颗粒,水热之后,Fe元素的摩尔相对含量从原来的61.35%提高到79.65%,而P元素的相对摩尔含量几乎没明显变化,Zn元素相对含量从原来的17.35%降到0.48%,其他微量元素几乎洗掉。经过上述实验,得到粒径相对小的磷酸铁,但是由于颗粒太小,团聚现象比较明显。本课题还利用正交实验法研究了反应温度、磷铁摩尔比、表面活性剂种类及用量对磷酸铁微粉粒径的影响,实验结果显示,反应温度在160℃,选择阳离子表面活性剂(CTAB)用量为磷酸铁质量的1%时,得到平均粒径约为0.4μm的单斜晶型磷酸铁微粉,此时粒径达到最小。极差法证明了反应温度对磷酸铁粒径大小的影响最大,原因可能是,温度对磷酸铁的再结晶以及键合起关键作用。经过抗冲击强度和拉伸强度测试,计算可得磷酸铁微粉作为添加剂加到高密度聚乙烯(HDPE)塑料中可增加塑料的拉伸强度和韧性,说明磷酸铁微粉受到磨损后,再接受外界条件的刺激下能够自主重结晶,趋于初始状态,类似于生物界的自愈过程。磷酸铁微粉与橘皮结合,共同吸附沼液中有机质和胶质的实验结果显示:当只用磷酸铁微粉作滤层时,只能去除一些颗粒较大的沼渣,COD的去除率只有63%左右,色度也变化不大;当只用橘皮吸附,COD的去除率也只有70%左右,色度变浅了;只有当二者同时对沼液作用时,沼液中COD的去除率能达到80%左右,原因可能是,磷酸铁微粉颗粒比较小,比表面积相对比较大,属于无机盐,能对沼渣进行过滤,而橘皮中含有很多柠檬酸等各种有机物,且结构为网状,很多微孔。利用橘皮的网状结构,将沼液中的有机质和胶质吸附到橘皮中,二者共同吸附达到最优效果。