硫酸锌浸出液针铁矿法除铁

目录
前言 (7)
1湿法炼锌简介 (7)
1.1湿法冶金的定义 (7)
1.2湿法冶金的原理 (7)
1.3湿法冶金的提炼步骤 (7)
1.4湿法冶金的优点 (8)
2氧压浸出工艺简述 (8)
2.1工艺发展简述 (8)
2.2氧压浸出化学原理 (9)
2.3氧压酸浸的工业实践和国内氧压浸出技术的发展 (10)
2.4锌精矿氧压浸出工艺特点 (11)
3针铁矿法除铁 (11)
3.1针铁矿法除铁 (11)
3.2针铁矿法除铁工艺流程图 (12)
3.3针铁矿法除铁优缺点 (12)
3.4其他除铁方法的比较 (13)
3.5针铁矿法沉淀原理及实践 (13)
4 针铁矿法除铁的操作条件及影响因素 (14)
4.1针铁矿法除铁的操作条件 (14)
4.2针铁矿法除铁影响因素 (15)
结论 (16)
参考文献 (16)
前言
我厂采用两段氧压酸浸工艺流程，产出的硫酸锌浸出液中铁主要以二价铁的形式存在，因此采用针铁矿除铁方法，即用石灰石粉作中和剂经过调浆后加入除铁槽，将浸出液的PH值中和到4.8～5.2，用蒸汽通过盘管加热溶液，将温度升高到75～80℃时，通入氧气作氧化剂，产生的铁渣易于沉降、过滤、洗涤，同时 As、Sb、Ge等在除铁过程中与铁共沉淀带出，由于受到一些客观因素的影响，导致除铁不能满足工艺要求，本文就我厂针铁矿法除铁存在的问题和影响因素进行分析研究以便得以改进。

1湿法炼锌简述
1.1 湿法冶金的定义
湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。

湿法冶金作为一项独立的技术是在第二次世界大战时期迅速发展起来的，在提取铀等一些矿物质的时候不能采用传统的火法冶金，而只能用化学溶剂把他们分离出来，这种提炼金属的方法就是湿法冶金。

1.2 湿法冶金的原理
湿法冶金在我国古代就有，《天工开物》中好像有记载---曾青得铁则化为铜(曾青是指硫酸铜溶液，意思是：硫酸铜遇到铁就会变成铜）。

就是在铜的硫酸盐溶液中加如铁，可以得到铜。

其实就是用金属性强的物质，去置换比它弱的金属，如在硫酸铜溶液中加入金属锌或铁,可置换得到金属铜,这就是湿法炼铜的原理,主要反应为:
(1)CuSO
4+Zn=Cu+ZnSO
4
;
(2)CuSO
4+Fe=Cu+FeSO
4
我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换，从而发明了水法炼铜。

它成为湿法冶金术的先驱，在世界化学史上占有光辉的一页。

在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。

南北朝时更进一步认识到不仅硫酸铜，其他可溶性铜盐也能与铁发生置换反应。

南北朝的陶弘景说：“鸡屎矾投苦洒（醋）中涂铁，皆作铜色”，即不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜不溶于水，但可溶于醋，用醋溶解后也可与铁起置换反应。

显然认识的范围扩大了。

到唐末五代间，水法炼铜的原理应用到生产中去，至宋代更有发展，成为大量生产铜的重要方法之一。

1.3 湿法冶金的提炼步骤
①将原料中有用成分转入溶液，即浸取；
②浸取溶液与残渣分离，同时将夹带于残渣中的冶金溶剂和金属离子洗涤回收；
③浸取溶液的净化和富集，常采用离子交换和溶剂萃取技术或其他化学沉淀方法；
④从净化液提取金属或化合物。

在生产中，常用电解提取法从净化液制取金、
银、铜、锌、镍、钴等纯金属。

铝、钨、钼、钒等多数以含氧酸的形式存在于水溶液中，一般先以氧化物析出，然后还原得到金属。

20世纪50年代发展起来的加压湿法冶金技术可自铜、镍、钴的氨性溶液中，直接用氢还原（例如在180℃,25大气压下）得到金属铜、镍、钴粉，并能生产出多种性能优异的复合金属粉末，如镍包石墨、镍包硅藻土等。

这些都是很好的可磨密封喷涂材料。

许多金属或化合物都可以用湿法生产。

湿法冶金在锌、铝、铜、铀等工业中占有重要地位，目前世界上全部的氧化铝、氧化铀、约74%的锌、近12%的铜都是用湿法生产的。

1.4 湿法冶金的优点
60年代末至70年代初，出现了研究所谓无污染冶金的高潮。

以湿法处理硫化铜矿为例,较成功的方法有：①阿比特(Arbiter)法,即低压氨浸、萃取分离、
残渣浮选法。

硫产品形式为(NH
4)
2
SO
4
或CaSO
4。

②加压硫酸浸取法，85%的硫产品
为单质硫。

③氯化铁浸出法，即氯化铁浸取、溶剂萃取、电积法。

95%以上的硫产品为单质硫。

④舍利特高尔顿(Sherritt Gordon)法,即加压氨浸法。

硫产品形
式为(NH4)
2SO
4
或CaSO
4。

⑤R.L.E.(roasting-leaching-electrowinning)法，即
焙烧-浸取-电积法。

硫产品为CaSO
4或H
2
SO
4。

这些方法都可消除二氧化硫对空气
的污染，同时能综合回收原料中的硫，已为中间试验所证实。

在湿法炼锌方面，1981年已在加拿大建成一个直接加压湿法炼锌车间。

硫化锌精矿不再经氧化焙烧而直接进行浸出，可节省25%的投资，并消除了二氧化硫对大气的污染。

硫产品为单质硫，回收率为96%。

地壳中可利用的有色金属资源品位愈来愈低，以铜为例，20世纪初可采品位均在 1%以上，70年代已降到0.3%左右,而一些稀贵金属原料的含量往往只有百万分之几，这些金属的提取将更多地依赖于湿法冶金。

湿法冶金的优点是原料中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并且生产过程较易实现连续化和自动化。

2氧压浸出工艺简述
2.1 工艺发展简述
加压湿法冶金在重有色金属方面的应用研究于20世纪40年代取得了突破性进展。

1947年为了寻找一种新工艺代替硫化镍精矿熔炼，加拿大哥伦比亚大学福瓦德（Forward）必经过预先还原焙烧。

50年代在加压浸出方面进行了大量研究工作，具有代表性的公司是加拿大舍利特·高尔登矿业公司(Sherritt Gordon Mines)。

该公司在1948—1954年期间发展了舍利特氨浸法，1954年，在萨斯喀切温建立了第一个生产厂，用以处理硫化镍精矿。

60年代舍利特·高尔登矿业公司对加压酸浸进行了更深入的研究，并建立了一系列中间试验厂，用于研究各种镍钴混合硫化物、镍硫和含铜镍锍的处理。

1962年在萨斯喀切温建立了加压酸浸系统，用于处理镍钴硫化矿。

70年代加压酸浸的最大进展是在锌精矿处理方面。

舍利特·高尔登矿业公司研究表明，采用加压酸浸—电解沉积工艺比传统的焙烧—浸出—电解沉积流程更经济。

加压浸出的突出优点是能把精矿中的硫转化为元素硫，因而锌的生产不必与生产硫酸联系在一起。

1977年，舍利特·高尔登矿业公司与科明科公司联合进行了加压浸出和元素硫的半工业试验，并导致了在特雷尔建立了第一个锌精矿加压酸浸厂。

第二直接加压酸浸的工厂是建立在蒂明斯，设计的精矿处理能力为105t/d,于1983年投产。

80年代加压酸浸技术在有色金属冶金中的进展最引人注目的应是用加压预
氧化难处理金矿以代替焙烧。

在80年代至少有4个采用加压酸浸或碱浸的工厂投产。

此外80年代还有一批处理含铜镍锍、锌精矿的加压湿法冶金工厂投产。

近年来，又有一些采用加压浸出的工厂宣布开工或投产。

加压浸出的工艺在90年代还会得到进一步发展。

据不完全统计，90年代初投产的加压浸出处理高镍锍的工厂——锌疆的埠康冶炼厂。

可以预料，今后一段时间内加压浸出工艺的应用领域会不断扩大，工业化的速度加快，从而使湿法冶金进入一个崭新的时代。

锌精矿的加压浸出
自从1916年湿法炼锌问世以来，由于它自身的优势而迅速地超过火法炼锌，在锌冶炼工业中占据绝对优势。

当20世纪80年代初加压浸出处理锌精矿成功地用于工业生产之后，才可以说实现了真正的全湿法炼锌。

2.2 氧压浸出化学原理
在加压浸出的条件下，锌精矿中的硫化锌与硫酸发生下述反应：
ZnS + H
2SO
4
+ 1/2O
2
= ZnSO
4
+ H
2
O + S0
2
根据Me-S- H2O系电位PH图，各种硫化物的溶出顺序为： FeS>NiS>ZnS>CuFeS2。

反应在缺少能传递氧的离子的情况下实际上是。

非常慢的。

当铁溶解时将发生如下反应：
ZnS + Fe
2(SO
4
)
3
= ZnSO
4
+ 2FeSO
4
+ S
2 Fe
2SO
4
+ H
2
SO
4
+ 1/2O
2
= Fe
2
(SO
4
)
3
+ H
2
O
在加压浸出锌精矿时，铁闪锌矿[（Zn.Fe）S]、磁黄铁矿（Fe7S8）和黄铁矿（FeS2）中的铁都有可能溶出。

在较高的压力和较高温度条件下，黄铁矿可能发生如下反应：
2 FeS
2 + 7.5O
2
+ H
2
O = Fe
2
(SO
4
)
3
+ H
2
SO
4
2 FeS
2 + 7.5O
2
+ 4H
2
O = Fe
2
O
3
+ 4 H
2
SO
4
铜在锌精矿中常以黄铜矿形态存在，其在有氧和酸性环境中生成硫酸铜、硫酸铁和硫。

锌精矿中的方铅矿生成硫酸铅，生成的硫酸铅与硫酸铁反应生成复式盐
[PbFe
6(SO
4
)
4
(OH)
12
]
在加压浸出时，硫化锌精矿中一般只有5%的非黄铁矿的硫化物中的硫被氧化成SO
4
2-
MeS + 2O
2 = MeSO
4
Me代表Zn、Pb、Cu或Fe。

因此，黄铁矿和黄铜矿只有少量溶解产生SO
4
2-，传递氧的铁是来自铁闪锌矿和磁黄铁矿。

高压酸浸的技术的特点
与焙烧—浸出—电解沉积流程相比，高压酸浸具有以下优缺点：
（1）流程简单，基建投资省，但能耗较高。

如表3-1所示：
（3）可处理各种类型的硫化锌精矿，如高铁、高铅、高硅矿。

（4）产出便于运输和储存的元素硫，利用灵活性大，消除SO
2
对环境的污染，特别适用于硫酸过剩的地区。

（5）单位设备生产能力大，占地面积小，自动化程度高，劳动条件好，劳动生产率高，但需要可靠精良的检测、控制手段和仪表，要求较高的操作水平与管理水平。

（6）高压釜需要精良的材质，较精良的设备加工、安装和维修技术。

2.3 氧压酸浸的工业实践和国内氧压浸出技术的发展
锌精矿加压酸浸的浸出温度一般为423K，氧分压为700，浸出约1。

锌的浸出率可达98%以上，硫的总回收率约88%。

经浮选或热过滤可得含硫99.9%以上的元素硫产品。

锌精矿加压浸出的第一个工业化生产厂是加拿大科明科公司的特雷尔厂，随后是位于安大略省的加拿大蒂明斯厂和德国的鲁尔锌厂，第四个是1993年投入运行的加拿大哈德逊湾矿冶公司。

1983年初开始，北京矿冶研究总研究院利用株州冶炼厂当时工业生产所使用的锌精矿，在试验室2L高压釜内进行了加压酸浸小型试验选矿分离元素硫的探索试验。

1984年10月，提交了“锌精矿氧压酸浸锌工艺2L高压釜试验研究报告”，“锌精矿氧压酸浸锌工艺10L高压釜试验研究报告”，“锌精矿在氧压酸浸过程中的相变研究及有关影响因素的探讨”。

1985年，由株州冶炼厂、北京矿冶研究总院和长沙有色冶金设计研究院组成联合攻关组，进行300L高压釜扩大试验，重点考查和验证添加剂用量、酸锌摩尔比、时间及温度、压力对浸出过程的影响。

1999年，云南冶金集团总公司、中国科学院化工冶金研究所对含铁15.81%的以铁闪锌矿为主的高铁硫化锌精矿进行了添加硝酸的催化氧化加压酸浸试验，在温度为100℃下浸出5h，锌浸出率97.8%，铁浸出率60.6%。

扩大试验也有相似的结果。

2002年，为了满足工业生产的需要，缩短浸出时间，降低成本，云南冶金集团总公司对锌进行了温度高于硫熔点，压力1.2MPa的高铁硫化锌精矿直接加压酸浸小型试验和半工业试验研究，小型试验规模为10L压力釜，并对低铁锌精矿进行验证试验。

2003年初，完成3.24m3 高压釜的半工业连续加压浸出试验。

对低铁锌精矿原料进行一段浸出工艺研究，可用加压浸出工艺与传统工艺进行有机结合。

低铁锌精矿由于锌品位高，铁含量低，渣量小，获得的浸出指标优于传统的湿法炼锌工艺，锌浸出率达到98.1%、铁浸出率37.9%、元素硫转化率79.93%，加上工艺简洁，可以按照试验指标尽快产业化。

以次为依据设计的年产1万t 电锌的一段加压浸出—电积工业生产流程2004年12月在云南冶金集团总公司所属云南铅锌股份有限公司建成投产。

这是我国加压湿法冶金发展的一座重要里程碑。

硫化锌精矿的氧压浸出是往压煮器内通入氧气，并用稀硫酸使硫化锌精矿中的锌和硫分别转变成水溶性硫酸锌及元素硫的锌浸出方法。

元素硫较传统炼锌厂产出的浓硫酸更便于贮存、运输和装卸。

此外，设备占地面积小、基建投资省和对环境污染程度轻也是此法的优点。

但硫化锌精矿氧压浸出法不适宜用来直接处理含氟、氯高和含黄铁矿高的硫化锌精矿。

1977年加拿大谢利特哥顿(SherrittGordon)矿业有限公司和科明科((20minco)矿业有限公司联合进行硫化锌精矿氧压浸出试验。

1981年世界上第一套硫化锌精矿氧压浸出工业装置在科明科公司所属的特雷尔(Trail)厂投产，生产能力70000t/a。

1982年加拿大Timmis厂扩建工程是第二个采用该工艺的厂家。

1983年第二套工业装置在加拿大奇德克里克(KiddCreek)矿业有限公司电锌厂投
产。

1993年7月，加拿大Hudson Bay矿冶公司锌厂在世界上第一个单独采用氧压浸出工艺的工厂诞生。

2.4 锌精矿氧压浸出工艺特点
锌精矿湿法冶炼过程中将锌从精矿浸出有两种，一种是先将锌精矿焙烧，然后浸出焙砂；另一种是氧压浸出锌精矿。

锌精矿焙烧过程产生的二氧化硫，必须经过处理转化为硫酸。

而在直接浸出工艺中，锌精矿中的硫以固态的元素转入浸出渣中，避免了烟气中二氧化硫对大气环境的污染。

同时，固态的元素硫可以加以回收，也可以堆积存放。

因此锌精矿氧压浸出技术具有明显的环保优势。

目前，锌精矿氧压浸出技术工艺的工业应用主要有两大类，一类是一段氧压浸出与传统焙砂浸出联合工艺，另一类是两段氧压浸出全湿法工艺。

不同工艺流程的选择取决于原料特点、建厂条件、环境要求及投资的经济合理性。

和传统锌冶炼工艺相比，锌精矿氧压浸出工艺具有多方面的优势：
（1）取消了庞大的焙烧和烟气制酸系统，硫以单质形式高效回收，彻底消除了含硫烟气排放对环境造成的污染，同时也解决了传统工艺生产硫酸带来的贮存、运输和销售问题。

（2）对高铁闪锌矿、含铅的锌精矿及含难溶铁酸锌和铁氧体的残渣，该工艺显示出其广泛的适应性，不仅有较高的锌回收率和较低的基建投资，还可对Pb、Ag等金属进行高效富集，为Ga、In、Ge等稀散金属的综合回收提供较常规湿法工艺更有利的条件。

（3）具有较强的灵活性，可与传统湿法炼锌工艺有机结合，也可独立生产；既能在较低基建投资的情况下扩大产能，也可以为企业改善环境、提高综合回收能力提供良好的解决方案。

（4）锌回收率高，铁富集效果好，自控水平先进，具有较高的设备利用率和在线运行率。

（5）操作条件相对常规工艺较苛刻，具有较高的温度和压力，因此对设备和管道材质及加工制作的要求较高，操作要求更加严格。

与同为直接浸出工艺的常压氧浸相比，加压氧浸的特点主要有：
（1）加压浸出在密闭的反应釜中进行，所控制的反应温度、压力均比常压氧浸高，因此物料在反应器内的反应强度大，浸出速度加快，反应时间短。

有利于铁、锌及铟等稀散有价金属的分离。

因此，在提高金属浸出率，特别是稀散有价金属浸出率这一方面，加压浸出更具优势。

（2）由于加压氧浸反应温度为145～155℃，高于单质硫的熔点，因此反应过程中产生的单质硫成熔融状态，通过降温降压使硫进入渣中，再通过浮选、熔融、过滤等产出硫磺。

（3）加压浸出产出的溶液经中和除铁后可直接采用传统的净化工艺，即就可满足电积对溶液杂质含量的要求。

可以脱离常规焙砂浸出系统而独立建厂。

（4）加压氧浸在2～3h内锌的浸出率可达98％，与常压氧浸相比，加压氧浸物料的反应强度更大，所需的反应器容积较小，设备占地面积较小。

另外，加压氧浸反应器为卧式反应釜，适合采用室内配置。

（5）由于常压氧浸反应压力较低，为了获得高的金属浸出率，需要消耗更高的氧气量，因此加压氧浸的氧耗低于常压氧浸。

3针铁矿法除铁
3.1 针铁矿法除铁
浸出渣采用热酸浸出，可使以铁酸锌形态存在的锌的进出率达90%以上，显著提高了金属的提取率，但大量铁、砷等杂质也会转入溶液，使浸出液中的含铁量高达30g/L。

对于这种含铁高的浸出液，若采用中性浸出过程所采用的那种中
胶状沉淀物而使中性浸出矿浆难以沉降、和水解除铁，则会产生大量的Fe（OH）
3
过滤和渣洗涤，甚至导致生产过程由于液固分离困难而无法进行。

为了从含铁高的溶液中陈铁，自上世纪60年代末以来，先后在工业上应用的沉铁方法有黄钾铁矾法、转化法、针铁矿法、赤铁矿法。

这些方法与传统的水解法比较其优点是铁的沉淀结晶好，易于沉降、过滤和洗涤。

针铁矿沉铁有两种实施途径：一是V.M法，即把含Fe3+的浓溶液用过量15%～20%的锌精矿在85～90℃下还原成Fe2+状态下中和到pH为2～3.5时被氧化。

另一种是E.Z法，即将浓的Fe3+溶液与中和剂一道加入到加热的沉铁槽中，其加入速度等于针铁矿沉铁速度，故溶液中的Fe3+浓度低。

3.2针铁矿法除铁工艺流程图
3.3 针铁矿法除铁优缺点
1、针铁矿法沉铁的优点：
①铁沉淀完全，溶液最后含Fe3+＜1g/L.
②铁渣为晶体结构，过滤性能良好，过滤速度高达12t
/（m2·d）
渣
③不需要添加碱，沉铁的同时，还可有效地除去As，Sb，Ge，并可除去溶
液中大部分（60%～80%）的氟。

④E.Z法较V.M法的优点是高浓度的Fe3+溶液不需要进行还原处理。

2、针铁矿法沉铁的缺点：
①V.M法工艺需要对铁进行还原—氧化过程，而E.Z法中和酸需要较多的中和剂。

②针铁矿渣含有一些水溶性阳离子和阴离子（如SO
4
2-和Cl-）有可能在渣储存时渗漏而污染环境。

③沉铁过程中pH值控制要比黄钾铁矾法严格。

3.4 其他除铁方法的比较
黄铁矾法的主要优点是：
①可获得适于点解的硫酸盐溶液，同时锌、镉、铜的回收率提高；
②铁呈结晶状态除去，过滤和洗涤性能较好；
③铅、银、金富集在二次渣中，适合做锌冶炼厂的配料进一步处理；
④常压过程易和现有的电解锌车间结合；
⑤最重要的优点是能从循环的电解液中除掉硫酸根，维持硫酸根在系统中的平衡。

黄铁矾法的缺点是渣量大，硫酸消耗较多，按黄铁矾法处理锌渣的电锌厂，如锌精矿含铁量按8%计，年产10万吨锌的工厂，每年渣量约为5.3万吨,显然，渣量太大，处理运输这些渣会使得冶炼成本加大。

赤铁矿法除铁最富有吸引力的就是此法除铁渣量少，含铁高；但需要较高的PH值，因此硫酸消耗量大，且能耗最高，蒸汽耗量约占全厂60%以上，所以使用此方法的冶炼厂不多。

3.5 针铁矿法沉淀原理及实践
氧化-还原电位和pH值是控制铁在水溶液中行为的两个重要因素。

氧化环境促使铁沉淀，还原环境促使铁的溶解；酸性条件通常有利于铁溶解，碱性条件则促使铁的沉淀。

针铁矿溶解度曲线图如下图所示
针铁矿溶解度曲线
在固相线以上，溶液是不稳定的，针铁矿将趋于析出，当pH＜3时，Fe3+离子平衡浓度的变化非常迅速，当pH＞3之后，Fe3+变化开始缓慢；pH=3左右，Fe3+离子平衡浓度降到最低点，并一直延续到pH接近12。

采用针铁矿法除铁，氧化除铁工序包括紧密相连的两个反应，即低铁的氧化和高铁的水解。

高铁水合物析出反应没有电子转移。

高铁析出实际是减少了溶液中的离子，因而增加体系的酸度。

氧化沉淀总的反应为
2FeSO
4+3H
2
O+1/2 O
2
→2FeOOH↓+4H
2
SO
4
针铁矿法是采用氧气作为氧化剂，用氧气将Fe2+氧化成Fe3+。

与二氧化锰，
高锰酸钾氧化不同点在于氧气氧化是个缓慢的过程，它的氧化能力远比二氧化锰、高锰酸钾弱，经X-衍射分析证实氧气氧化形成的铁水解化合物不是氢氧化，而是针铁矿，其分子式为：FeOOH，它是一种稳定的晶体化合物，水铁Fe(OH)
3
解性能差，极易澄清分离。

氧化过程包括氧气的溶解、氧分子由相界面向溶液内部扩散、亚铁离子对氧分子的吸附，亚铁离子与氧分子之间的电子交换等。

氧在水中溶解度不大，在电解质中溶解度就更小了，这是由于氧是极性分子的缘故。

氧的溶解度主要由温度、氧分压、溶液组成三个因素决定。

在一定温度和溶液组成条件下，氧的溶解度与它的分压成正比，氧在水中溶解度随温度升高而降低。

除铁是湿法冶金过程中最为普遍的工艺过程，通常认为，针铁矿型的沉铁渣为最好，结晶体大，夹带有价金属少，容易过滤。

针铁矿法除铁不需外加碱金属阳离子，就能获得过滤性能良好的沉淀渣，并能分离出铅、银、铟渣。

渣量比黄铁矾法少，其含铁量也较高。

针铁矿的缺点是阴阳离子夹带多，从而降低了铁渣作为副产品的价值。

从含铁水溶液中除去Fe3+的多少，视沉淀的溶解度而定，沉铁过程中沉淀的
慢慢溶解度收混合物中最容易溶解的混合物支配，如活泼的非晶态的Fe（OH）
3
的转换为针铁矿结晶和较稳定的非晶形氢氧化物。

针铁矿法的要点是使溶液中三价铁离子浓度在沉淀过程中保持较低水平，如低于1g/L，老山公司巴伦厂使用的是还原氧化法，首先将溶液中的铁还原为二价，然后再三价铁离子水解的条件下将二价铁缓慢氧化成三价铁。

该工艺效率较低；过滤的料液较大；动力消耗大；酸平衡难于掌握；酸、碱消耗较大，设备较为复杂。

针铁矿法渣量较黄铁矾法低，对于炼锌，针铁矿法回收率与黄钾铁矾相同，针铁矿法流程中硫酸盐平衡问题未获得很好的解决，目前主要控制加入有生成不溶硫酸盐的原料、排除硫酸锌溶液以及用石灰中和电解液等办法维持硫酸盐平衡。

4 针铁矿法除铁的操作条件及影响因素
4.1针铁矿法除铁的操作条件
我厂目前采用的是针铁矿法间断除铁,在50m3（有效反应体积为45m3）氧化除铁槽中装入氧压浸出的浸出液,然后通过调浆好的石灰石浆中和控制PH值，再通入氧气氧化，最后蒸汽加热反应沉淀除铁的。

其主要成分见下表2，
石灰石粉作中和剂（含钙54%）。

又有深冷制氧系统产出的氧气富余，故采用99.5%纯氧作氧化剂，石灰石粉加水调浆后，用泵直接打到除铁槽，与浸出液中和，pH控制在4.8～5.2，再通入蒸汽将温度升高到75～800C，通入氧气进行氧化。

作业时间为1.5～2.0小时，过程中随时检测溶液的PH值、温度等，取样化验合格后，经板框压滤机压滤后送净化。

除铁后液成分见于下表1。

除铁后液成分表1
生产过程的观察和总结得出影响针铁矿除铁的因素有以下几方面：
4.2针铁矿法除铁影响因素
（1）、氧压酸浸液的液体质量
从实践的结果看，当溶液中的铁含量＜3g/L时，铁能除到规定要求，随着锌浸出率的提高达到160g/L时，铁含量会≥3g/L，各种杂质的浸出率也会升高，要将铁除到合格的范围，需要花费很长的时间，当溶液中的铁长时间达不到要求。

溶液中酸的含量H+≤3g/L，除铁的氧化时间能控制在1.5h内，当H+≥3g/L时，氧化时间会随H+浓度的增加而延长，同时会加大石灰的用量，渣量较多溶液的黏度增大，阻碍了氧气的扩散。

H+含量、氧化时间和石灰的加入量关系见下表3。

使溶液的黏度增大，氧气不能很好的扩散，延长铁的氧化时间，渣量大加大压滤负担。

因此要想获得合格的除铁后液，必须要保证除铁前液的质量:H+≤3g/L，Fe2+≤3g/L，固体悬浮物≤10g/L。

(2)、终点pH值的控制
我们采用的是用石灰石浆将溶液先中和至pH为5.0～5.2，因为溶液中pH 越大，二价铁的氧化速度就越快，实践证明，当pH为3.0～5.0时，氧化反应迅速而彻底；同时二价铁和三价铁的水解形成固相氢氧化物的pH值分别为7.5和2.3，而锌在pH值大于5.4时开始水解，因此，铁的水解pH值不能大于5.4，为了使铁能很好的水解沉淀和锌不水解，必须要严格控制过程中溶液的pH值。

怎样才能控制好溶液的pH值呢？这里涉及到中和剂的加入方式，我们采用的是将石灰石粉调浆后加入除铁槽内，然而在加石灰浆的过程中，直接用泵加入到除铁槽，没有很好的控制加入方式，使石灰浆成股的进入除铁槽，局部发生锌水解，待搅拌均匀后，PH值降到控制的范围内，水解锌也不能回到溶液中，造成了铁矾渣中的锌含量较高，锌又无法回收，加大了金属的损失，以下是几组中和除铁渣数据：中和除铁渣成分表4。