铁矾渣是铜、锌、钴、镍、锰等有色金属在湿法冶炼过程中铁钒法沉铁所产生的废渣,主要由黄钠铁矾(Na Fe₃(SO₄)₂(OH)₆)组成,共存微量铜、铅、锌等重金属元素。长期露天堆放不仅占用场地,而且极易引起重金属迁移致使土壤、河流等环境污染问题。因此,铁矾渣的综合利用是环境污染领域研究的重要课题。本文以锌矿冶炼的铁矾渣为研究对象,以铁矾渣中铁为基体元素,通过在空气、H₂S气氛中以及与黄铁矿共煅烧,制备铁基功能材料。利用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)等手段,对铁矾渣煅烧产物的相变规律、微结构和形貌特征进行分析。在H₂S气氛中煅烧以及与黄铁矿共煅烧过程中,分别考察了温度、气速、时间对单斜磁黄铁矿产率的影响。通过静态实验考察硫化产物对处理重金属废水性能及其重金属的浸出风险进行评价。研究结果如下:(1)空气气氛下,当煅烧温度低于300℃时,铁矾渣的物相几乎无变化,主要为黄钠铁矾和铁酸锌;400℃时,黄钠铁矾转化为Mikassaite,伴随少量赤铁矿产生;500℃时,黄钠铁矾完全分解为Mikassaite;煅烧温度高于600℃,仅有赤铁矿。从室温到800 ℃,铁矾渣的物相及矿物组合为:黄钠铁矾+铁酸锌→Fe₂(SO₄)₃(Mikassaite)+赤铁矿→赤铁矿,对应的颜色演化规律为:黄色系-棕色系-红色系,不同温度煅烧获得产物可用于制备颜料、涂漆。(2)H₂S气氛下,从室温到700℃,铁矾渣的物相及矿物组合演化规律为:黄钠铁矾→赤铁矿/磁铁矿→黄铁矿→黄铁矿+单斜磁黄铁矿→单斜磁黄铁矿+六方磁黄铁矿→六方黄铁矿。550-600℃温度段,反应1 h-2 h可得到纯相的单斜磁黄铁矿(M-Po),其具有比表面积大、化学反应活性高,用于重金属废水的处理效果优异,对Zn、Pb的去除容量分别为25 mg/g、100 mg/g。(3)铁矾渣和黄铁矿共煅烧过程中,铁矾渣的矿物组成演化规律为:黄钠铁矾→Mikassaite+赤铁矿→单斜磁黄铁矿+赤铁矿/磁铁矿→六方磁黄铁矿。铁矾渣600℃下反应1 h后,铁矾渣煅烧产物中六方磁黄铁矿的含量较高,该磁黄铁矿对锌离子回收量为17.68 mg/g,浸出温度为25℃、溶液p H低于6的条件下,产物中Zn的浸出浓度低于2 mg/L,达到污水综合排放的一级标准。