Page 186 - 化工工艺理论及技术

Chemical Process Theory and Technology
化工工艺理论及技术

锌铟股份有限公司、云南云铜锌业股份有限公司围绕铁闪锌矿湿法冶炼过程中锌
铁分离的问题，总结了国内外相关基础理论研究并开展了大量的研究工作，开发
了中和预处理 - 还原浸出 - 两步置换回收铜铟 - 赤铁矿法分离铁的新工艺，实现

了铁闪锌矿中伴生有价金属铟、铜、铅、银、铁等的高效分离提取，解决了铁渣
的无害化与减量化问题，达到了铁闪锌矿中铁资源化利用目的。

一、赤铁矿法除铁技术原理

赤铁矿法除铁过程化学原理赤铁矿法除铁是将湿法炼锌溶液中的铁在高温
下水解沉淀生成固相氧化铁，是实现锌铁清洁高效分离的有效途径。赤铁矿除铁
过程根据溶液性质分为三价铁离子直接赤铁矿法除铁和亚铁离子氧化水解赤铁法
除铁。

（一）硫酸铁的水解沉淀
硫酸铁的水解沉淀过程为直接水解沉淀，高温条件下硫酸铁水解产物随反应
的进行而发生改变，反应过程生成的硫酸对沉铁渣物象组成有显著影响。
反应初期低酸浓度下的水解产物是 Fe 2 O 3 ：

Fe 2 （SO 4 ） 3 （aq）+3H 2 O ＝ Fe 2 O 3 （s）+3H 2 SO 4 （1）
体系中产出一定量的硫酸后，由于湿法炼锌溶液中含有钾、钠等离子，将生
成铁矾渣：
3Fe 2 （SO 4 ） 3 （aq）+K 2 SO 4 （aq）+12H 2 O=6H 2 SO 4 ＋ 2KFe 3 （OH） 6 （SO 4 ） 2 （s）

（2）
伴随硫酸浓度的进一步增加，将发生硫酸的弱电离，生成碱式硫酸铁：
Fe 2 （SO 4 ） 3 （aq）+4H 2 O=2Fe（HSO 4 ）（OH） 2 （s）+H 2 SO 4 （3）
（二）硫酸亚铁的氧化水解沉淀

硫酸亚铁的水解沉淀过程为氧化水解沉淀，且由于在高温条件硫酸亚铁溶解
度较低，沉淀过程同时伴随硫酸亚铁的重溶解。氧化沉淀初期由于溶液中不含酸，
将发生如下反应：
FeSO 4 ·nH 2 O（s）=FeSO 4 （aq）+nH 2 O （1） （4）

2FeSO 4 （aq）+1/2O 2 +H 2 O=2FeOHSO 4 （s） （5）
2FeOHSO 4 （s）+H 2 O=Fe2O 3 （s）+2H 2 SO 4 （6）

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