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冶金固废干法铁红是钢铁冷轧生产过程中酸再生工序的副产品,其产量呈现逐年上升的趋势。然而,干法铁红产生于高温,表面缺乏有机功能基团,在介质中的分散性较差。因此,价格较低,适用范围较窄。寻求一种低成本、大宗量利用干法铁红的途径是当前亟待解决的问题。本文以马钢一铁厂干法铁红为研究对象,对其基础物化特性进行分析,并与湿法铁红进行对比;分别采用偶联剂法、有机酸法和电化学法进行表面改性;最后将改性后的干法铁红加入天然橡胶中,进行应用研究。主要结论如下:(1)冶金固废干法铁红的纯度99.27%,六方晶系,晶体生长不均匀,颗粒团簇现象严重;在二甲苯中分散性差,水悬浮液pH值3.16,吸油量40.0 mL/100g。湿法铁红纯度98.75%,颗粒均匀呈圆形,粒径约200nm;分别在802cm-1、893cm-1、1122cm-1三处出现-OH羟基面外弯曲振动峰;在二甲苯中分散性较好,水悬浮液pH值5.13,吸油量42.5 mL/100g。(2)偶联剂改性后干法铁红分散性有所改善,未产生新的官能团,水悬浮液pH值和吸油量也没有明显变化。有机酸改性后干法铁红分散性比偶联剂改性后的略好一些,也未产生新的官能团;样品水悬浮液pH值有不同程度的升高,其中草酸改性样品为4.49,醋酸3.75,柠檬酸3.60。(3)电化学改性醋酸体系中,样品未出现新的官能团,分散性有所改善;水悬浮液pH值随通电时间呈现先增大后减小的趋势,随电压呈现逐渐增大的趋势。草酸体系中,浓度为0.1mol/L样品在818cm-1、1317cm-1、1357cm-1处出现了新的红外吸收峰,推测可能是Fe-COOH或Fe-OH键;水悬浮液pH值随通电时间、草酸浓度、电流均呈现逐渐增大的趋势;吸油量均未见明显变化。柠檬酸体系中,样品在910cm-1、1047cm-1、1382cm-1左右出现新的吸收峰;分散性和吸油量均随通电时间有所提升,这可能与新功能基团的产生有关系;样品水悬浮液pH值随柠檬酸浓度、电压呈现逐渐增大的趋势,已逐渐接近湿法铁红的值(5.13)。(4)电化学改性干法铁红在橡胶中的分散情况较好,分散率均在62%以上;而湿法铁红在橡胶中的分散率仅为58.91%,且分散照片中白色块状颗粒物明显。添加改性干法铁红后,橡胶的硫化性能、回弹性能、压缩应力应变和拉伸性能均比湿法铁红橡胶的有所提高;对橡胶的压缩生热性没有明显改善。