针铁矿法除铁
针铁矿除铁工艺优化的研究
针铁矿除铁工艺优化的研究针铁矿是一种分布较广的铁的氧化物，日常生活中常见的铁锈多是由针铁矿构成。
在我国，针铁矿是一种分布较广且不可缺少的矿石，是提炼铁的重要原料，对我国军工业、建筑业等各个行业的作用非常大。
然而，我国传统的针铁矿除铁工艺流程复杂，且产量较低，基于此，笔者根据自身工作经验，以工业试验的方式优化针铁矿除铁工艺，提高铁的生产量，推动我国经济发展。
标签：针铁矿；除铁工艺；优化研究前言一般情况下，诸如黄铁矿、磁铁矿等铁矿经过长年日久的风化，最终形成针铁矿。
现今为止，人们发现并应用的针铁矿颜色由黄褐色到红色不等，晶体多为片状、柱状以及或针状。
本文主要通过丹霞冶炼厂除铁工序一年多的工业生产，对针铁矿除铁过程的工艺控制参数进行研究，以实现除铁过程的资源化与无害化。
丹霞冶煉厂主要采用氧压浸出法作为针铁矿除铁的主要工艺，其工艺流程为锌焙砂中和、锌粉置换、除铁、净化、电积工艺。
该工艺流程是世界上独一无二的锌冶炼铁工艺。
1.针铁矿除铁工业试验1.1试验原理在针铁矿FeO（OH）除铁过程中，浸出液的Fe3+的浓度应小于2g/L[3]。
当其温度在70～90℃时鼓入氧气，并向其中添加中和溶液中的酸，将溶液pH值控制在3.0～3.5即可，此时，针铁矿能够被连续生成，其生成速度能够保障Fe3+的浓度始终小于2g/L。
在针铁矿除铁工艺中，催化剂可采用硫酸铜，二价铜离子的催化能够降低氧气分子裂解，提高反映速度，进而提高除铁效率。
1.2试验材料与相应试剂（1）除铁前液：除铁前液为直接浸出炼锌工艺的置换后液，其主要成分如下表1。
（2）压缩氧气：采用压缩氧气作为除铁工艺中的氧化剂，氧气压力在0.3～0.5MPa，流量在200～260m3/h即可。
硫酸铜：硫酸铜作为针铁矿除铁工艺的催化剂，其化学成分为CuSO4﹒5H2O≥96.0%。
（4）中和剂：锌焙砂以及其他中和剂，中和除铁过程中产生的酸，保障pH 值的稳定。
（5）主要试剂：浓度为15的%硫磷混酸、浓度为0.5%二苯胺磺钠指示剂、重铬酸钾标准溶液、蒸馏水等。
针铁矿法除铁工艺原理
针铁矿法除铁工艺原理一、引言针铁矿法除铁工艺是一种常用的除铁方法，广泛应用于钢铁工业。
该工艺通过将针状铁矿石与煤粉混合后在高温下进行还原反应，从而将铁矿石中的铁元素还原出来，达到除铁的目的。
二、原理针铁矿法除铁工艺的原理主要包括以下几个步骤：1. 原料准备：将针状铁矿石和煤粉按一定比例混合，并进行破碎和筛分，以保证原料的粒度适宜。
2. 还原反应：将混合后的原料送入高温还原炉中进行还原反应。
在高温下，煤粉中的碳氧化反应会产生大量的一氧化碳气体，在还原炉中与铁矿石中的氧气反应，生成二氧化碳气体，使铁矿石中的铁元素被还原成金属铁。
3. 分离铁渣：还原反应后，得到的产物包括金属铁和铁渣。
通过物理方法，如磁选、重选等，可以将金属铁和铁渣进行分离，从而得到纯净的金属铁。
三、应用针铁矿法除铁工艺具有以下优点，因此被广泛应用于钢铁工业：1. 高效节能：针铁矿法除铁工艺采用了高温还原反应，能够将铁矿石中的铁元素高效还原出来，提高了除铁效率。
同时，煤粉中的碳氧化反应可产生大量热能，实现了能量的回收利用，降低了能源消耗。
2. 适用范围广：针铁矿法除铁工艺适用于各种类型的铁矿石，包括磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿等。
同时，该工艺对原料的要求较低，煤粉的选择范围广，使得工艺的适应性较强。
3. 技术成熟稳定：针铁矿法除铁工艺经过多年的发展和改进，技术已经相对成熟，工艺稳定性高。
同时，该工艺操作简单，易于掌握，减少了操作人员的技术要求。
4. 环境友好：针铁矿法除铁工艺通过碳氧化反应产生的二氧化碳气体可以进行回收利用，减少了对大气环境的污染。
同时，该工艺不需要添加大量的化学药剂，减少了对环境的影响。
四、总结针铁矿法除铁工艺是一种高效节能、适用范围广、技术成熟稳定、环境友好的除铁方法。
在钢铁工业中得到了广泛应用，并取得了良好的效果。
随着科技的不断进步，针铁矿法除铁工艺将进一步完善和发展，为钢铁工业的可持续发展做出更大的贡献。
针铁矿法除铁流程
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针铁矿法除铁
针铁矿法除铁针铁矿沉淀法是在高温中性硫酸锌溶液内通入分散的空气，使其中的fe2+氧化为fe3+，同时形成与天然针铁矿在品形和化学成分上相同的化合物沉淀。
针铁矿晶体易沉淀和过滤。
其反应是：4feso4+o2+6h2o=4feooh+4h2so4在硫酸铁溶液中沉淀铁时，随fe2(so4)3的浓度不同，可以在硫酸铁溶液中形成各种化合物。
在很稀的溶液中：分解成α―feooh（针铁矿）；在浓溶液中：分解成fe2(so4)3?5fe2o3?15h2o；在更浓溶液中则生成4fe2(so4)3?5fe2o3?27h2o（草黄铁矾）在生产上得到的高温高酸浸出液中一般含有30～40g/l的fe2+，此浓度唯一能生成的沉淀将是不利于沉淀和过滤的草黄铁矾。
所以，要想采用空气氧化法得到α―feooh，就必须将溶液中的fe3+全部还原成fe2+，而后再向溶液中通入分散的空气，使fe2+氧化成fe3+，同时形成针铁矿沉淀。
从硫酸亚铁溶液中用集中空气去水解fe2+时，硫酸亚铁水解成硫酸铁的水解产物，将随其溶液的ph值相同而异。
当ph值减少时，溶液中的fe3+增高，这时将分解成一种像是草黄铁矾一样的碱式硫酸盐；当ph值增高时，溶液中fe3+减少.这时将分解成a―feooh，即为针三价氧化铁的水合物，故分子式又可以a―fe2o3?h2o去则表示，通常为棕黄色针状结晶。
Seiches一种γ型三价氧化铁的水合物γ―feooh，叫作臂状针铁矿，为红色鳞状结晶。
针铁矿就是三价氧化铁中比较最为紧固的一种。
a―feooh叫做略偏氢氧化铁，在水溶液中呈酸性，其等电点的ph值为5.2，而γ―feooh也叫正氢氧化铁，在水溶液中呈碱性，其等电点的ph值为7.7。
在生产和科研的实践中还发现：当亚铁离子在水溶液中通氧快速氧化时可生成a―feooh，而徐缓氧化时则生成γ―feooh。
由此可见，a―针铁矿的生成沉淀除要求溶液有一定ph值外，如何通入空气以加快氧化速度关系极大。
黄胺铁矾法改针铁矿法除铁工业设计
湖南有色金属
ＨＵＮＡＮＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳＭＥＴＡＬＳ
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Hale Waihona Puke 黄胺铁矾法改针铁矿法除铁工业设计
王邕舟
（长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 ４１００００）
摘 要：湿法炼锌工艺中除铁是非常关键的一环。采用黄胺铁矾法除铁的冶炼厂产生的铁矾渣普 遍存在渣堆存难的问题。文章介绍了某冶炼厂从黄铵铁矾沉铁升级改造成针铁矿法沉铁的工业设 计，并对改造后的优势和缺点进行了分析。 关键词：湿法炼锌；针铁矿法；除铁 中图分类号：ＴＦ８１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－５５４０（２０１９）０５－００３１－０２
１ 工艺方案比较
目前湿法锌 冶 炼 方 法 根 据 流 程 不 同 主 要 有：常 规浸出法、高温高酸浸出法、氧压浸出法等［１，２］。因 为常规浸出法有着锌一次回收率低和渣率高达 ５５％ 的缺点，高温 高 酸 法 和 更 先 进 的 氧 压 浸 出 法 正 在 被 越来越广泛地应用于现代湿法炼锌工艺中。高温高 酸法除铁工艺主要分为三种：黄胺铁矾法除铁、针铁 矿法除铁、赤铁矿法除铁［１］。 １１ 黄胺铁矾法除铁
２ 工艺改造概述
２１ 改造前后工艺流程 陕西某锌冶炼厂公司升级改造拟在采用典型现
有工艺流程的电锌某车间进行（电锌产量 ６０ｋｔ／ａ）。 目前采用热酸浸出 －铁矾渣除铁工艺，生产系统包 括焙烧矿中性浸出、调值（低酸浸出）、热酸浸出、预 中和、沉矾、中 浸 上 清 液 净 化、锌 电 积。 项 目 拟 结 合 现有湿法炼锌流程，改用“高温高酸 －针铁矿沉铁” 工艺，工艺流程基于现有流程进行有限改造，方便流
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湖南有色金属
第 ３５卷
程嫁接。 升级改造后主要生产工艺流程如下。
用针铁矿法从锌焙烧烟尘的热酸浸出液中除铁
用针铁矿法从锌焙烧烟尘的热酸浸出液中除铁赵永1,蒋开喜2,王德全1,郭亚会3(11东北大学材料与冶金学院,沈阳 110004;21北京矿冶研究总院,北京 100044;31葫芦岛锌厂,辽宁 葫芦岛 125003)摘要:研究了从锌焙烧烟尘常压热酸浸出液中沉淀针铁矿的过程。
试验结果表明,反应时间和空气流量对除铁率的影响不显著,而反应温度和溶液终点p H 是除铁过程的主要影响因素。
在终点p H310、反应温度333K 、反应时间2h 、空气流量012m 3/min 的条件下,除铁率超过9915%,溶液中铁浓度可由40g/L 降至011g/L 以下。
关键词:焙烧烟尘;热酸浸出;除铁;针铁矿法中图分类号:TF813 文献标识码:A 文章编号:1007-7545(2005)05-0013-03Iron R emoval from H ot Acid Leaching Solution of Zinc Roasting Dust by G oethite ProcessZHAO Y ong 1,J IAN G Kai 2xi 2,WAN G De 2quan 1,GUO Ya 2hui 3(11School of Material and Metallurgy ,Northeastern University ,Shenyang 110004,China ;21Beijing G eneral Research Institute of Mining and Metallurgy ,Beijing 100044,China ;31Huludao Z inc Smelter ,Liaoning ,Huludao 125003,China )Abstract :Precipitation process of the goethite from hot acid leaching solution of zinc concentrate roast dust was investigated 1Experimental results indicated that the effect of reactive time and volume of air flow on the rate of iron removal is not significant ,but temperature and final p H of solution are main influence factors for the iron removal process 1On the optimum condition of iron precipitation :final p H value is 310,333K ,reactive time is 2h ,air flow is 012m 3/min ,the ratio of iron removal exceeds 99150%and the concentration of Fe in solution can decrease from 40g/L to below 011g/L 1K eyw ords :Roasting dust ;Hot acid leaching ;Iron removal ;G oethite process基金项目:国家自然科学基金重点项目(50234010)作者简介:赵永(1965-),男,博士研究生 锌精矿流态化焙烧过程所产的焙烧烟尘,通常需要采用二次焙烧的方法脱除其中对锌蒸馏过程有害的铅、镉、硫等元素。
针铁矿法从浸出液中除铁的研究
显下降 ，通过表 ２中滤渣成分分析 ，正好与该结论 经 过 除铁反 应 后 各离 子 含 量 均有 降 低 ，随着 原 液 输
致 ，当 ｐ Ｈ＝ ３ ． ５时 ，后 液 中含 铁 量 约 为 ０ ． ０ ５ ｇ ／ Ｌ， 入 速度 的增 加 除 铁后 液 中铁 的含 量 稍 有增 加 ，但 变
实验条件： 水浴温度 ９ ０℃， ｐ Ｈ ＝ ３ ． ５ ， 搅拌速度 ３ ０ ０
ｒ ｐ ｍ， 原 液输 入 速 度 分 别 为 ２ Ｕ３ ｈ 、２ Ｕ２ ｈ 、２ Ｌ ／ ｌ ｈ 。 改 变 原 液输 入 速度 主要 是 改变 反 应槽 中 Ｆ ｅ 浓 度 。从 图 ２中可 以看 出， 经 过 除铁反 应后 各 离子 含 量均 有 降 低， 随着 原 液输 入速 度 的增加 除 铁后 液 中铁 的含 量 稍
Ｈ试纸、蠕动泵等。 水等作为氧化￣ １ ］ ｔ ４ １ 。针铁矿法除铁不需要加任何其他 搅拌器、抽滤装置 、ｐ
． ２ 实验 方法 金属离子便可 以获得过滤性非常好 的滤渣 ，结 晶体 １ 本 实验 用 ５ Ｌ烧 杯 作 为 反应 槽 ，铜 钴 浸 出 液通 大 ，夹带 金属 离 子少 ，含铁 量 高 且容 易 过 滤 ，本 实
参 考文 献
【 １ ］ 谢克强 ，杨 显万 ，沈庆峰． 氧压酸浸 中和除铁工艺研
入速 度 、搅 拌 速度 等 工艺 参 数 ，研 究 这些 因素 对 除 铁 效果 的影 响 ，实 验 中 陈化 时 间均 为 １ ｈ ， 本 实 验 流
程见 图 １ 。
撑 绊 辨
图 １ 针 铁 矿 法 除 铁 工 艺 流 程 图
２ 实验结果 分析与讨 论
２ ． １ 原 液输 入速 度 的影 响
由此可见 ，ｐ Ｈ值对除铁效果有较大的影响 ，这一结 化不 是 很 明显 ，说 明除 铁 过程 中 ，料 液输 入 速 度 对
用NaClO3_氧化-针铁矿法从氯化体系中去除铁试验研究
第42卷第3期(总第189期)2023年6月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .42N o .3(S u m.189)J u n e 2023用N a C l O 3氧化-针铁矿法从氯化体系中去除铁试验研究吉永亮,李瑞基,卢建波,陈胜利,房春娟,郭胜旭,张 军,杜 玉(金川集团股份有限公司,甘肃金昌 737100)摘要:研究了以N a C l O 3为氧化剂,采用针铁矿氧化还原法从氯化体系中去除F e 2+,考察了溶液p H ㊁N a C l O 3溶液加入量㊁反应时间和反应温度对铁去除率的影响㊂结果表明:在加入针铁矿晶种㊁溶液p H=2.5㊁N a C l O 3溶液加入量20g /L ㊁反应时间4h ㊁反应温度85ħ条件下,铁去除率可达99.96%,去除效果较好㊂关键词:N a C l O 3;氧化;针铁矿法;F e 2+;氯化体系;去除中图分类号:T F 803.25 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2023)03-0291-05D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2023.03.012收稿日期:2022-11-02第一作者简介:吉永亮(1993 ),男,硕士,二级工程师,主要研究方向为湿法冶金㊂通信作者简介:房春娟(1991 ),女,硕士,二级工程师,主要研究方向为有色冶金化学检测分析㊂E -m a i l :1042974521@q q .c o m ;陈胜利(1968 ),男,博士,主任级高级工程师,主要研究方向为湿法冶金㊂E -m a i l :839589519@q q.c o m ㊂引用格式:吉永亮,李瑞基,卢建波,等.用N a C l O 3氧化-针铁矿法从氯化体系中去除铁试验研究[J ].湿法冶金,2023,42(3):291-295. 在电解精炼镍过程产生的镍精矿氯化浸出液中,F e 2+浓度偏高,易造成萃取工序中萃取剂 中毒 ,从而影响电镀级电积镍产品质量,因此有必要去除溶液中的铁㊂目前,镍湿法冶金股过程中主要采用的除铁工艺有中和水解法㊁黄钠铁矾法[1]㊁针铁矿法[2]和赤铁矿法[3]等㊂采用中和水解法除铁时,易生成F e (O H )3胶体,F e (O H )3胶体的大孔径结构对镍㊁钴等金属离子吸附性较强,会导致金属离子损失,同时过滤性能也较差;黄钠铁矾法需保证溶液中N a +和S O 2-4足量,不适用于氯化体系;赤铁矿法要求在高温高压条件下进行,成本较高;而针铁矿法因渣型好㊁易过滤㊁工艺简单易控制㊁成本较低,越来越受到关注,并已在化工领域得到广泛应用[4]㊂采用针铁矿法除铁,氧化剂的选择尤为关键㊂以空气作氧化剂,氧化速率相对较低;以KM n O 4作氧化剂,氧化过程中会引入新的杂质离子M n 2+[5];以H 2O 2作氧化剂,可避免引入杂质离子,氧化效果较为理想,但H 2O 2在高温下易分解,90ħ下分解率达90%以上[6],造成H 2O 2利用率过低[7];以N a C l O 3作氧化剂,氧化效率较高,且引入的N a+杂质可在碳酸镍制备过程进入上清液被去除,铁去除效果较好㊂针对针铁矿法除铁存在氧化剂用量较大㊁溶液过滤性能差㊁铁渣有价金属含量高㊁重现性差等缺点[7-8],试验研究了以N a C l O 3氧化剂,采用针铁矿法去除镍精矿氯化浸出液中的铁,以期进一步完善针铁矿法除铁工艺,达到降低能耗和有价金属损失㊁改善过滤性能㊁提高方法稳定性的目的㊂1 试验部分1.1 试验原料㊁试剂及仪器料液:取自某冶炼厂,为镍精矿氯气浸出液沉铜后溶液,主要化学组成见表1㊂表1 料液的主要化学组成g/L N i2+F e 2+C o2+C l -P b2+Z n2+A s O -3C a2+M g2+M n2+177.018.820.22243.710.020.270.250.670.260.28湿法冶金2023年6月试验试剂:无水氯酸钠,Ⅰ类品,四川希望深蓝能源化工有限公司;碳酸钠,中盐青海昆仑碱业有限公司;工业盐酸,31%,金川公司化工新材料氯碱事业部㊂试验仪器:O S-P r o型强力电动搅拌机,上海科兴仪器有限公司;H D06-D B-3E F S型电热板,北京海富达科技有限公司;B P P-7800型氧化还原电位计,贝尔分析仪器(大连)有限公司;P h s-3C型p H计,上海仪电科学仪器股份有限公司; S H Z-D(Ⅲ)型真空泵,上海保玲仪器有限公司;B T600-2J/Y Z1515型蠕动泵,兰格恒流泵有限公司;滤布和滤纸,浙江爱业滤布有限公司;IC P-7400型电感耦合等离子体发射光谱仪,美国热电公司㊂1.2试验原理及方法1.2.1试验原理针铁矿除铁:采用比利时老山公司研发的针铁矿氧化还原法[8]去除铁㊂该法采用还原㊁氧化两步实现:还原过程是将溶液中的F e3+还原为F e2+,还原剂为过量的闪锌矿;氧化过程是利用空气将F e2+缓慢氧化为F e3+,最终以针铁矿形式沉淀去除㊂为了保证除铁过程顺利完成,必须控制溶液中F e3+质量浓度ɤ1g/L[9]㊂以N a C l O3为氧化剂,试验料液中的F e2+被氧化为F e3+[10],并以F e O O H形式沉降,料液中其他金属离子不反应,不会对除铁产生影响㊂针铁矿除铁过程分为3个阶段:第1阶段为瞬时阶段,具有最大的扩散速率;第2阶段为缓慢阶段,扩散速率降低;第3阶段为平衡阶段,离子扩散速率最小[11]㊂每个阶段化学反应方程式分别为:第1阶段:6F e2++C l O-3+6H+ 6F e3++C l-+3H2O;第2阶段:F e3++2H2O F e O O Hˌ+3H+;第3阶段:2H++C O2-3 H2O+C O2ʏ㊂总反应方程式为6F e2++8H2O+C l O-3+C O2-3 10H++6F e O O Hˌ+C l-+C O2ʏ㊂针铁矿渣洗涤:除铁后产生的针铁矿渣中会夹带少部分其他金属离子和F e(O H)3胶体,影响铁渣的过滤性能和针铁矿渣晶种纯度,需用稀盐酸溶液洗涤,酸洗液可回收重新返回生产系统配制溶液,提高有价金属回收率㊂洗涤过程化学反应方程式为F e(O H)3+3H C l F e C l3+3H2O㊂1.2.2试验方法取2500m L料液,加热至75~90ħ,调溶液p H在2.0~4.0之间;用蠕动泵缓慢匀速加入N a C l O3溶液,并加入针铁矿晶种,快速搅拌,通过控制氧化剂N a C l O3加入速度,来控制溶液中F e2+氧化速度,使得溶液中F e3+质量浓度始终低于1g/L,以促进针铁矿成核㊁生长,得到大颗粒晶体,从而改善过滤性能;反应过程中用N a2C O3控制溶液p H在2.5~3.0范围内,以提高F e O O H纯度,进一步过滤洗涤,得到高纯度F e O O H,作为晶种㊂晶种的主要作用是为针铁矿成核㊁生长提供有力的附着点,减少除铁反应时间㊂待反应结束后过滤,采用电感耦合等离子体发射光谱仪分析滤液中铁质量浓度,同时洗涤针铁矿渣,烘干研磨后送样检测分析,计算铁去除率(r):r=ρ0-ρ1ρˑ100%㊂式中:ρ0 初始铁质量浓度,m g/L;ρ1 除铁后液中铁质量浓度,m g/L㊂2试验结果与讨论2.1溶液p H及晶种对铁去除率的影响溶液p H对金属离子的存在形态影响较大,所以p H对铁去除率会产生显著影响[12]㊂控制反应温度85ħ,N a C l O3溶液加入量20g/L,反应时间4h,溶液p H及晶种对铁去除率的影响试验结果见表2㊂表2溶液p H及晶种对铁去除率的影响p H不加晶种加入晶种除铁后液中ρ(F e)/(m g㊃L-1)r/%除铁后液中ρ(F e)/(m g㊃L-1)r/% <2.55.599.945.299.942.5~3.03.199.961.999.983.0~3.53.399.962.299.98 3.5~4.03.599.963.199.96由表2看出:不加晶种时,溶液p H对铁去㊃292㊃第42卷第3期吉永亮,等:用N a C l O 3氧化-针铁矿法从氯化体系中去除铁试验研究除率影响不大㊂可能的原因是在相对较低p H 条件下会形成针铁矿渣,而较高p H 条件下会形成F e (O H )3胶体,均可以达到除铁效果;但从过滤效果来看,形成针铁矿渣时,过滤时间约28s ,而形成F e (O H )3胶体时,过滤时间2~4h ;p H=2.5~3.0条件下加入针铁矿晶种的除铁后液中铁去除率比不加晶种时略高,这是因为晶种表面的活性位点为针铁矿生长提供了有力的附着点[13],可促进针铁矿的成型和生长,进而形成颗粒较大的针铁矿渣㊂为了减少镍㊁钴等有价金属的损失,同时得到纯度较高的针铁矿晶种,针对p H=2.5~3.0条件下形成的针铁矿渣,分别用p H=2.0和pH=4.5的稀盐酸溶液进行3次洗涤回收有价金属,温度控制在70ħ左右,洗涤结束后对洗涤液和酸洗渣成分进行分析,结果见表3㊁4㊂表3 洗涤液的主要成分洗涤次数pH=2.0pH=4.5ρ(N i 2+)/(g㊃L -1)ρ(F e )/(m g ㊃L -1)ρ(N i 2+)/(g㊃L -1)ρ(F e )/(m g ㊃L -1)114.6843.012.8618.021.147.20.832.530.136.70.172.4表4 酸洗渣的主要成分项目w B/%p H F eN i C uC oS未洗涤 48.028.641.253.321.55洗涤4.549.543.630.551.891.682.053.452.080.100.231.38由表4看出:pH=2.0和p H=4.5的稀盐酸溶液洗涤3次后,渣中镍㊁钴质量分数均低于未经洗涤的针铁矿渣,且前者所得渣中镍㊁钴质量分数更低㊂说明p H=2.0的稀盐酸溶液对针铁矿渣中夹带金属离子的洗涤效果更好,有利于减少镍㊁钴等有价金属损失㊂洗涤后的稀盐酸溶液通过回收返至生产系统配制溶液,可进一步提高有价金属回收率,所得酸洗渣中铁㊁镍㊁硫含量符合酒泉钢铁(集团)有限责任公司铁渣采购标准,可直接出售,避免再次进入火法系统处理,使生产能耗和成本大大降低㊂2.2 N a C l O 3溶液加入量对铁去除率的影响控制溶液p H=2.5,反应温度85ħ,反应时间4h ,N a C l O 3加入量对铁去除率的影响试验结果如图1所示㊂图1 N a C l O 3溶液加入量对铁去除率的影响由图1看出,随氧化剂N a C l O 3溶液加入量增大,铁去除率升高:N a C l O 3溶液加入量低于18.0g /L 时,由于加入量不足,溶液中F e 2+不足以全部被氧化,导致除铁不完全;N a C l O 3溶液加入量增至20.0g /L 时,溶液中F e 2+几乎被全部氧化为F e 3+,生成F e O O H ,此时铁去除率达99.64%,这是因为,随N a C l O 3溶液加入量增大,氧化F e 2+的活性位点增多[14],铁去除率升高;N a C l O 3溶液加入量超过20.0g /L 时,铁去除率基本保持稳定㊂为降低生产成本,减少N a +杂质引入量,试验确定N a C l O 3溶液加入量以20.0g /L 为宜㊂2.3 反应时间对铁去除率的影响控制溶液p H=2.5,N a C l O 3加入量20g /L ,反应温度85ħ,反应时间对铁去除率的影响试验结果如图2所示㊂图2 反应时间对铁去除率的影响由图2看出:反应3h 时,铁去除率为94.89%;反应4h 时,铁去除率达99.98%;进一步延长反应时间,铁去除率几乎没有变化㊂㊃392㊃湿法冶金 2023年6月表明在反应4h 之内,溶液中F e 2+几乎全部被氧化为F e 3+,进而生成F e O O H 被去除㊂2.4 反应温度对铁去除率的影响控制溶液p H=2.5,N a C l O 3加入量20g /L ,反应时间4h ,反应温度对溶液中金属离子质量浓度及铁去除率的影响试验结果见图3㊂图3 反应温度对铁去除率的影响由图3看出:随温度升高,铁去除率升高,表明针铁矿除铁是吸热过程㊂这是因为升高温度可降低溶液黏度,加快氧化剂N a C l O 3在溶液中的扩散速率[15],使得溶液中金属离子之间的有效碰撞概率增大,从而提高铁去除率㊂反应温度升至85ħ时,铁去除率达99.95%,此时溶液中铁含量满足生产高品质电积镍的要求;反应温度继续升高,铁去除率基本保持不变,但会增加生产能耗㊂因此,试验确定反应温度以85ħ为宜㊂2.5 综合验证试验在控制溶液p H =2.5㊁N a C l O 3加入量20g /L ㊁反应时间4h ㊁反应温度85ħ的优化条件下进行综合试验,考察针铁矿除铁试验的稳定性,结果见表5㊂可以看出:3组试验的铁平均去除率达99.96%,说明试验结果重现性较好㊂表5 综合试验结果试验序号除铁后液中ρ(F e )/(m g㊃L -1)r/%13.699.9624.099.9533.899.96平均3.899.962.6 针铁矿渣的表征优化条件下所得针铁矿渣的X R D 图谱如图4所示㊂可以看出:22.1ʎ㊁26.5ʎ㊁37.8ʎ和52.8ʎ的衍射峰归因于(110)㊁(120)㊁(111)和(221)的F e O O H 晶面(P D F#74-2081);33.8ʎ的衍射峰主要归因于(130)的α-F e O O H 晶面;68.0ʎ的衍射峰主要归因于F e (O H )3和F e O O H 的晶面(P D F#11-0331),表明针铁矿渣中存在少量F e (O H )3胶体[16]㊂通过对比针铁矿X R D 标准卡片明显看出,沉淀物的衍射峰位置与针铁矿的衍射峰位置非常相似,说明最优试验条件下所得针铁矿晶型较好,主要由α-F e O O H 及微量F e (O H )3组成,且F e O O H 衍射峰较强,F e (O H )3衍射峰较弱,说明α-F e O O H 结晶度较好;另外,F e (O H )3晶型较差,未检测出黄钠铁矾型化合物,这与氯化体系中无硫酸根的实际情况相吻合㊂图4 针铁矿渣的X R D 图谱3 结论采用N a C l O 3为氧化剂,通过针铁矿法去除氯化体系中的F e2+是可行的㊂在加入针铁矿晶种㊁pH=2.5㊁反应时间4h ㊁反应温度85ħ㊁N a C l O 3溶液加入量20g /L 条件下,铁去除率达99.96%㊂除铁后液中铁含量可达到生产高品质电积镍的新液要求,溶液过滤性能得到改善,氧化剂耗量和有价金属的损失降低㊂铁渣经p H=2.0稀盐酸溶液洗涤后,铁㊁镍㊁硫含量符合酒泉钢铁(集团)有限责任公司铁渣采购标准,可直接出售,避免了再次进入火法系统处理,使生产能耗和成本大大降低㊂参考文献:[1] 宋焕笔,胡业藏.用黄钾铁矾法从某铀矿浓酸浸出液中除铁的研究[J ].铀矿冶,1997,16(1):13-18.[2] 刘凯华,李淑梅,李辉.针铁矿法净化铜电解液中铁的试验研究[J ].有色冶金节能,2015,31(3):23-25.[3] 马荣骏.热酸浸出针铁矿除铁湿法炼锌中萃取法回收铟㊃492㊃第42卷第3期吉永亮,等:用N a C l O3氧化-针铁矿法从氯化体系中去除铁试验研究[J].湿法冶金,1997,16(2):58-61.[4]张应婷,陈胜利,吕致振.镍电解精炼过程中除铁工艺的研究及应用[J].中国有色冶金,2022,51(3):36-42. 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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。
针铁矿法从铜钴矿生物浸出液中除铁的研究
工艺流程： 经过 萃 铜 的硫 铜钴 矿生 物 浸 出液 在
常 温下 加入 还原 剂还 原 ， 然后升温至 ７ ０ ～９ ０℃ ， 缓
发生 氧化 沉 淀 的 Ｆ ｅ 。 数 量 少 ， 导 致铁 沉 淀 不 彻 底 。 随着 ｐ Ｈ 升高 ， 溶液 中的 Ｆ ｅ 。 。 氧化 加 快 ， Ｆ ｅ 。 水 解 沉淀 的数 量 增 多 ， 除 铁 率 明显 升 高 。ｐ Ｈ 为 ４时 除 铁率 已达 ９ ９ ． ９ 以上 ， 此 时钴 回收率 为 ９ １ ． ８ ； ｐ Ｈ 为 ５时 ， 由于此时 ｐ Ｈ过高， Ｆ ｅ ”浓 度大 于 １ ｇ ／ Ｌ， 导 致 Ｆ ｅ 什 快 速 沉 淀并 生 成 结 构 式 为 Ｆ ｅ （ ＯＨ） 。・
相 应量 的亚 硫 酸 钠 ， 充分反应 ５ ｍｉ ｎ 。还 原 终 点 的
固定条件 ： 沉淀 ｐ Ｈ ３ ． ５ ， 保温时 间 １ ｈ ， 双 氧水浓
确 定是 通过 黄血盐 检测 基本 无 Ｆ ｅ 。 、 溶 液清 亮 无 混 浊＿ ３ ］ 。但 是 ， 如果 ｐ Ｈ 过高（ ＞３ ） ， 不 仅 会 延 长 反应
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｆ ８ １ ６ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ７ ５ ４ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ０ １ — ０ ３
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｇｏ ｅ ｔ ｈｉ ｔ ｅ Ｄｅ ｉ ｒ ｏ ｎｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｂｉ ｏ ｌ ｅ ａ ｃ ｈｉ ｎｇ Ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｕ — Ｃｏ Ｏｒ ｅ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈｅ ｉ ｒ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｃｕ — Ｃｏ ｏｒ ｅ ｂｉ ｏ ｌ ｅ ａ ｃ ｈｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏｐｐ ｅ ｒ ｅ ｘｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｇｏ ｅ ｔ ｈｉ ｔ ｅ
针铁矿除铁工艺改进
针铁矿除铁工艺改进孙天友【摘要】某厂在对直接浸出炼锌工艺流程改进的基础上,对针铁矿除铁工艺流程进行了工业试验探索,采用还原-预中和-针铁矿除铁工艺,试验过程对还原、预中和、针铁矿除铁过程的工艺控制技术条件进行了研究,探索出针铁矿除铁的优化工艺控制条件.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2014(030)004【总页数】5页(P32-35,77)【关键词】针铁矿除铁;还原;预中和;氧气量;铜保留率【作者】孙天友【作者单位】株洲冶炼集团股份有限公司,湖南株洲412004【正文语种】中文【中图分类】TF803.2+6某厂引进常压富氧直接浸出炼锌工艺，在试生产阶段，低酸浸出过程产出大量含硫泡沫，导致生产不能连续进行。
为此该公司对直接浸出炼锌工艺流程进行了大胆改进，采用一段高酸浸出流程解决了泡沫问题。
在此基础上对原设计的除铁流程进行改进，采用还原－预中和－针铁矿沉铁工艺进行除铁。
2006年某厂引进常压富氧直接浸出炼锌工艺（下称直浸），项目于2006年开始建设，2009年12月开始投料试生产，2011年项目工艺路线全面拉通。
直浸炼锌工艺中原设计在硫化锌精矿低酸浸出后进行针铁矿除铁，工艺流程如图1所示。
在项目投产过程中，锌精矿在低酸浸出反应器中被部分浸出产出硫磺，这部分硫磺夹带硫化锌精矿在鼓入氧气的作用下，形成一个浮选系统，产出大量的浮选泡沫。
低酸浸出反应器、溜槽、低酸浓缩槽中大量泡沫的存在导致生产不能拉通，后续的除铁工艺不能实现运行。
针对浮选泡沫对直浸生产的严重干扰，该厂做过相应的改造，如溜槽分层处理、浓缩槽喷淋降硫等方案，但效果有限。
后将直浸工艺流程做了大的调整，在直浸反应器中制作高酸浸出，浸出浓缩后液做还原、预中和后再进行针铁矿沉铁。
具体工艺流程如图2所示。
目前该厂采用的还原－预中和－针铁矿沉铁工艺即为V.M法针铁矿沉铁流程。
V.M法针铁矿除铁是对高温高酸浸出后液含Fe3＋较高的溶液，先加入还原剂通常采用硫化锌精矿进行还原，将高铁离子浓度降低到1 g／L以下，再将还原溶液通过鼓入氧气或空气，添加中和剂控制反应过程pH值，进行除铁的过程。
锌浸出液针铁矿法除铁
( a) - 反应槽 ; ( b ) - 陈化槽
图 3 陈化槽和反应槽样品的 TG-DTG 分析曲线
F ig 1 3 TG-DTG curves of the goethite sa m ples
图 4 样品的 XRD 图谱
F ig1 4 XRD patte rns of sa m ple
( a) - 反应槽 ; ( b ) - 陈化槽
图 5 陈化槽和反应槽样品的 TG-DTG 曲线
F ig 1 5 TG-DTG curves of goeth ite sa m ples
图 6 晶种存在下陈化槽样品的 XRD 图谱
( 3)
2Fe ( aq) # ( Fe2 O3 # H 2 O ) n ( s 晶粒 ) + 4 H 2O y F e2 O3 # H 2 O ( s晶核 ) # ( Fe2 O3 # H 2 O) n ( s晶粒 ) ( 4) Fe2O 3 # H 2 O ( s 晶核 ) # ( Fe2O 3 # H 2 O ) n ( s 晶 粒 ) y 新晶核 + ( Fe2 O3 # H 2 O) n ( s晶粒 ) ( 5) 生成的晶核如果彼此之间发生附聚或团聚, 发 生重结晶成大晶体 , 或者在二次成核过程中 , 不断地 消耗铁离子, 晶核直接长成大晶体 , 实现除铁。 在除铁过程中 , 反应物料连续不断地加入, 反应 产物也连续不断地排出, 维持反应体系的物料总量 或总体积恒定 , 而且其中的三价铁离子总量或变化 量在任意反应时刻下都很小 ( 小于 1g /L ) , 此时反应 体系可视为微分反应体系。 11 2 试验用原料、 设备和仪器 试验所用主要原料为某锌冶炼厂上清液 ( 含锌 大于 100g /L ) 、 挥发窑氧化锌, 化学纯碳酸钠, 化学
湿法炼锌中针铁矿法除铁的试验研究
第42卷第6期2020年12月甘肃冶金GANSU METALLURGYVol.42No.6Dec.,2020文章编号：1672-4461（2020）06-0027-02湿法炼锌中针铁矿法除铁的试验研究陈文波，王宏伟（西北矿冶研究院，甘肃白银730900）摘要:湿法炼锌过程中铁的去除方法常见的有三种:赤铁矿法，针铁矿法，黄钾（钠）铁矶法。
黄钾（钠）铁矶法目前应用较多，但产生渣量较大,且渣的回收处理较为困难。
针铁矿法虽然工业控制较难，但产物针铁矿在二次资源使用时产生渣量较少。
赤铁矿法则是能耗过高。
随着环保工作对有色冶炼的要求日益完善，国内众多的研究者倾向于针铁矿法除铁，也有不少研究者推崇赤铁矿法除铁。
关键词:湿法炼锌;针铁矿法;除锌中图分类号:TF813文献标识码:AExperimental Study on Iron Removal from ZincHydrometallurgy by Goethite MethodCHEN Wen-bo,WANG Hong-wei(Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy,Baiyin730900,China)Abstract:There are three methods of removing iron in the process of zinc hydrometallurgy:jarosite method,goethite method,hematite method.The jarosite method is the most widely used,but the amount of slag is large,and the slag recovery is difficult.Although the goethite method is difficult to control in industry,the product goethite can be used as a secondary resource with less slag.The hematite rule is high energy consumption.Along with the environmental protection work to the nonferrous smelting requirements are increasingly perfect,many domestic researchers tend to goethite iron removal method, there are also many researchers praise hematite iron removal method.Key Words:zinc hydrometallurgy;goethite method;zinc removal1引言虽然国内外学者研究针铁矿法的文献著作较多，但主要有两种针铁矿法［1］:针铁矿的部分水解法（E.V）和针铁矿的还原氧化法（V.M）［2］。
用针铁矿法从钴白合金酸浸液中除铁研究
2012 年第 4 期
陈红彬： 用针铁矿法从钴白合金酸浸液中除铁研究
29
表 1 pH 值对除铁渣成分的影响
编号
pH
m（渣） ／ g
w（渣） ／ %
钴
铜
S-1
2.0
S-2
2.5
S-3
3.0
S-4
3.5
16.28 16.54 16.93 17.53
0.001
0.43
0.001
0.48
0.002
0.52
0.003
0.83
3.2 操作温度对除铁效果的影响 实 验 控 制 条 件 ： 终 点 pH = 3.0， 反 应 时 间
2 h。 试验结果见图 4。
根据以上各实验结果， 进行综合实验。 实 验 条 件 ： 温 度 90 ℃， 终 点 pH = 3.0， 反 应 2 h， 实验结果见表 3。 除铁渣 X-衍射图谱如图 5 所 示。 从表 3 可以看出， 在上述工艺条件下除铁 效果良好， 并且除铁渣中的有价金属损失较少， 从图 5 中可以看出， 该工艺除铁渣中铁主要以 针铁矿形式存在。
H-1 1 H-2 2 H-3 3
m（渣） ／ g
8.54 16.93 25.41
w（渣） ／ %
钴
铜
0.001 0.43 0.001 0.48 0.002 0.52
除铁 率／%
97.8 99.6 99.8
3.4 综合除铁实验
图 5 除铁渣 X-衍射图谱
4结论
（1） 采用中间反应槽， 达到方便简单的控 制反应体系中 Fe3+< 1 g ／ L。
根据式 （2） 可以看出， 三价铁离子水解放 出酸， 要是不用中和剂中和， 产物必将发生变 化， 同时 pH 过高铁离子虽可以除净， 但有价金 属 将 会 有 所 损 失 ， pH 过 低 除 铁 将 达 不 到 要 求 ， 因此要保证反应溶液在一定范围的 pH。
针铁矿法除铁
砖红壤及其矿物表面对重金属离子的专性吸附研究本文对Ｃｕ￣（２＋）、Ｚｎ￣（２＋）、Ｃｏ￣（２＋）、Ｎｉ￣（２＋）和Ｃｄ￣（２＋）在砖红壤、针铁矿、无定形氧化铝和高岭石表面上的专性吸附进行的研究结果表明：ｐＨ是影响重金属离子吸附过程的最重要因素，而表面带电性质对吸附过程的影响不大。
针铁矿表面的吸附顺序是Ｃｕ２＋＞Ｚｎ２＋＞Ｃｄ２＋＞Ｎｉ２＋＞Ｃｏ２＋；重金属离子在四种材料上的吸附过程符合三层络合模式：（式中Ｓ为表面；Ｍ为重金属离子；Ｋ＿Ｍ（ｉｎｔ）是本征络合常数；Ｑ＿Ｍ是表观络合常数；ｅｘｐ为指数函数；ｅ为电子电荷；ψ＿０为表面电位；ψ＿β为Ｓｔｅｒｎ层电位，Ｒ为气体常数；Ｔ为绝对温度。
用吸附数据求得的－ＬｏｇＱ＿Ｍ与σ＿０（表面电荷密度）之间呈极显著直线相关（α＝０．０１）。
模型参数Ｋ＿Ｍ（ｉｎｔ）和内层电容θ＿１可用来表征表面与Ｍ￣（２＋）吸附亲和大的大小。
在本文所测试的五种离子中，Ｃｕ￣（２＋）与表面(4)针铁矿对4种金属离子的吸附能力由强到弱的顺序是:Pb2+>Cu2+>Zn2+>Cd2+>Ni2+>Co2+。
(5)针铁矿对重金属离子吸附主要是物理化学吸附,并可形成稳定化合物。
所以,针铁矿可作为重金属污水处理的有效吸附剂,并有调节pH的作用。
3.1针铁矿吸附Cu2+试验表明,针铁矿对Cu2+的吸附取决于pH值,存在一个较窄的pH值范围使吸附率急剧增至98%,并且随着pH值增高而稳定;在pH值为4.3时出现增高趋势,大于4.3吸附率急剧上升,到pH值等于7.3时吸附率达到最大值。
因此,在针铁矿吸附Cu2+的过程中,pH值为4.3是其吸附边界pH值,详见图3。
重金属离子在针铁矿的表面上形成微晶矿物与针铁矿表面具有微溶性密切相关,这是针铁矿对重金属离子具有强烈吸附作用的原因[1,2]。
针铁矿对重金属吸附作用具有几种情况:(1)物理吸附;(2)化学吸附;(3)物理化学吸附。
锌浸出液针铁矿法除铁
锌浸出液针铁矿法除铁
邓永贵;陈启元;尹周澜;张平民
【期刊名称】《有色金属工程》
【年(卷),期】2010(062)003
【摘要】使用微分反应器装置针铁矿法从湿法炼锌浸出液除铁,对含铁为
Fe3+/Fe2+浸出液为待除铁液进行试验.结果表明,此法除铁易于工业实践,除铁效果好.在大量晶种存在时,溶液pH=2.5,除铁后溶液含铁量为0.0064g/L,除铁率为99.74%,而没有晶种存在时,相同pH值时,除铁率仅为90%,除铁后溶液含铁量大于0.07g/L.
【总页数】5页(P80-84)
【作者】邓永贵;陈启元;尹周澜;张平民
【作者单位】中南大学,化学化工学院,长沙410083;中南大学,化学化工学院,长沙410083;中南大学,化学化工学院,长沙410083;中南大学,化学化工学院,长沙410083
【正文语种】中文
【中图分类】TF813;TF803.25
【相关文献】
1.用针铁矿法从锌矿石浸出液中除铁试验研究 [J], 孙大林;吴克明;胡杰
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砖红壤及其矿物表面对重金属离子的专性吸附研究本文对Cu_(2+)、Zn—(2+)、Co—(2+) > Ni_(2+ )和。
d_(2+ )在砖红壤、针铁矿、无定形氧化铝和高岭石表面上的专性吸附进行的研究结果表明：pH是影响重金属离子吸附过程的最重要因素，而表面带电性质对吸附过程的影响不大。
针铁矿表面的吸附顺序是Cu 2+>Zn2+>Cd2 + >Ni 2+>Co 2+;重金属离子在四种材料上的吸附过程符合三层络合模式：(式中S为表面；M为重金属离子；K_M(int )是本征络合常数；Q_M是表观络合常数；cxp 为指数函数；c为电子电荷；书—0为表面电位；书―B为Stern层电位，R为气体常数；T为绝对温度。
用吸附数据求得的—Log Q—M与^0(表面电荷密度)之间呈极显著直线相关(a=0.0 1)。
模型参数K_M(int )和内层电容9_1可用来表征表面与M —(2+)吸附亲和大的大小。
在本文所测试的五种离子中，Cu—(2+)与表面(4) 针铁矿对4 种金属离子的吸附能力由强到弱的顺序是:Pb2+>Cu2+>Zn2+>Cd2+>Ni2+>Co2+。
(5) 针铁矿对重金属离子吸附主要是物理化学吸附,并可形成稳定化合物。
所以,针铁矿可作为重金属污水处理的有效吸附剂,并有调节pH 的作用。
针铁矿吸附Cu2+试验表明，针铁矿对Cu2*的吸附取决于pH值，存在一个较窄的pH值范围使吸附率急剧增至98%并且随着pH值增高而稳定；在pH值为时出现增高趋势，大于吸附率急剧上升，到pH值等于时吸附率达到最大值。
因此，在针铁矿吸附Cu2+勺过程中,pH 值为是其吸附边界pH 值,详见图3。
图3针铁矿对仁芒的吸附率重金属离子在针铁矿的表面上形成微晶矿物与针铁矿表面具有微溶性密切相关这是针铁矿对重金属离子具有强烈吸附作用的原因 [1,2]。
针铁矿对重金属吸附作 用具有几种情况：(1)物理吸附；(2)化学吸附；(3)物理化学吸附。
但是，对于不同重金 属离子3种吸附作用是不同的。
针铁矿对于铜、锌、镉，主要是表现为表面吸附和离子交换吸附 2种作用。
表面 吸附由于胶体具有巨大的比表面积和表面能所致。
离子交换吸附与胶体微粒带电荷有关。
pH 值对重金属的吸附作用有很大影响，对每一种重金属来说都存在着一 个有利于吸附的最佳pH 值范围。
通过相图可以确定pH 值的范围。
针铁矿(XOH) 吸附重金属离子的过程可以用以下化学式表示：XOIli -------- AOII+ H +XOII+ I 广 + N (E -------- XOIG —NO ； X011+ Na +^~*X()_ —Na + + H +X()H+ Me 2+ + H 2() ---------- —Me()H + + 2H + X()H+ Me 24—I()Me ++ H*离子调节剂等。
轻基氧化铁以晶型的 a 一一 FeooH 和p 一■ FeooH 较稳定，p , 丫,6 一 FeOOH 和Fe5Hos ・4HZo 易转化成a 一 FeooH 。
el 一离子较丰富环境中，Fe(111)铁盐溶液易形成p 一 FeooH 。
富含50扩'No3 一离子时，Fe(oH)3凝胶在低于40 “e 条件卞分IDO 旳旳40觀 o£4左tf ・ai lft93别转化a 一FeOOH相、a 一FeooH和赞FeoOH的混合相；在4于80 “C间均转化为另含a • FeZo的混合相；高于80 “e 均转化成纯相a 一FeZo3（eomellandsehwertmann, 1991）。
在近中性环境中，微量Fe（11对Fe（OH）3凝胶和a, p, 丫，6 一FeOOH的相转化有促进作用，主要表现在可通过催化原矿物相溶解，并促进相转化过程发生（郭辉和魏雨，2006）。
在缺氧除铁是湿法冶金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。
根据F62O3—H20系的平衡图，在Fe3+浓度很低的条件下，Fe3+将形成针铁矿a —FeooH沉淀。
氧化一还原电位和pH是控制铁在水溶液中行为的二个重要因素。
针铁矿为一种很稳定的晶体，其溶解反应的平衡常数很小，黄钠（钾）铁矶和针铁矿的生成条件有相近的地方，很容易因为控制不当，生成黄钠（钾）铁矶，主要问题出现在酸度控制方面，为使pH值变化得到更加精准和有效的监控，避免实验引起如此大的偏差。
pH值调低，防止铁在高pH值下水解并不断用Na z CQ调节反应混合液的pH值；在比较添加一定比例晶种与否时，发现有晶种存在时，针铁矿沉淀时的pH范围变宽，体系含铁量可以大于Ig/L,即添加晶种降低了反应的活化能，晶种在除铁过程中起到了重要作用；与还原一氧化法不一样的是，部分水解法不是把Fe3十还原成Fe2+,反而是把溶液中少量的Fe2+氧化成Fe3十，再把含大量铁的浸出液以喷淋的方式洒入搅拌均匀的含铁低于1g/l的低酸溶液中，浸出液在接触槽内底液（适合针铁矿产生的）的瞬间，在巨大的热力学推动下，以水解的形式析出针铁矿沉淀，可视为三价铁离子直接水解，反应式如下：Fe3++2H2O^FeOOH+3 H+由上反应式可以看出，硫酸高铁水解产生酸，要是算不用中和剂中和，产物必将发生变化，因此，要是反应槽内溶液是指保持在一定范围的pH,湿法炼锌过程一般用焙砂不断中和余酸。
陈松等对镍精矿氯气浸出液净化除铁工艺研究156］，采用了针铁矿法，为了克服传统硫化镍精矿火法冶金工艺的不足，镍冶金的全湿法、短流程新工艺研究开发备受瞩目。
目前，硫化镍精矿氯气浸出一净化一电积新工艺己经在国外得到了应用，在这项工艺中，净化除铁是最关键的技术之一。
最佳工艺条件：氧化剂用量5g/l，溶液pH值一，温度85°C左右，搅拌时间2h。
除铁后液含铁可达留L,渣中Ni、Co损失分别为％和%* 1-3黄铁駅、针轶新和亦铁舒法廉祚条件比较蔬铁矶法针铁矿塗赤铁矿法pH值L5-2.0 2.O-2.5达2%硫酸I/C70-9070-100約200仅SO/^任何阴离『便丸屮Na\ NH/ (R)无无沉淀种类RFeifSO^OHfe a-FeOOlL y-reOOH U-FesOj低（除R外）中筲a阴离子探质中等中算过滤件能很好程好表1 4不同方法沉淀渣的主要成分理论血％宝融S ZnFe S Zu Fe必帙矶法37150SO104itw法63411a7058305查阅文献资料发现：黄钠（钾）铁矶和针铁矿的生成条件有相近的地方，很容易因为控制不当，生成黄钠（钾）铁矶，主要问题出现在酸度控制方面，因此pH值变化需得到更加精准和有效的监控。
在除铁温度上，同黄钠铁矶法除铁相近，但沉淀渣量较黄钠铁矶少。
针铁矿晶种制备方法针铁矿物理化学性质针铁矿是含水氧化铁的主要矿物之一，常称为a型一水氧化铁，它的组成为a -Fe203 .H20或a -FeOOH,与纤铁矿（丫-FeOOH是同质多象变体。
针铁矿在矿物学上属斜方晶系，晶格常数为:a=, b=, e=。
针铁矿的晶形结构为八面体，见图1-1。
从近代化学观点看，针铁矿属于无机高聚物范畴。
用分子式FeOOH表示的单位并不独立存在，针铁矿的分子式的写法应为[a -FeOOH]n,其中n是一个比较大的数字.a -FeOOH在自然环境中通常存在于土壤、沉积物、含水土层及铁矿中，它也常出现在在含铁岩石的风化产物中，自然界以针铁矿的形式存在。
水解法沉铁，黄钾（钠）铁矶法沉铁和针铁矿法沉铁。
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。
但针铁矿法除铁的工艺条件要求苛刻，难于控制和掌握;特别是在沉铁过程中要有一定的针铁矿作晶种。
水热法制备针铁矿晶种的实验原理本实验以硫酸铁为原料，在酸性条件下用双氧水把溶液中的少量二价铁氧化成三价铁，见反应式(1)，采用往硫酸铁溶液中滴加氢氧化钠制备胶态氢氧化铁前驱体，见反应式(2)，待反应完全后，用稀硫酸缓慢调节前驱体混合液的pH 值至3-4,见反应式(3)，再将前驱体混合液装入水热反应釜，前驱体在一定温度的水热作用下脱水得到针铁矿，见反应式(4)和(5)。
整个过程的主要反应式如下：2FF+H?O2+2H4—2F*件2压0⑴F 占+30H —Fe(OHh⑵H^OH -^H.O⑶Fe(OHb 屯热加』＞FeOOH+H2O(4)FHOH｝汀+(2F)H’O —FeOOH-(l-n)H+(其中即n,l,2,3「4)⑶准均相成核法制备针铁矿在制备针铁矿晶种时，始终保持底液与原料液的比值较大，原料液全加入到底液后，三价铁离子在反应槽的增加量比较小，反应槽的三价铁离子自始至终都小于1g/L,满足生成针铁矿需要铁离子浓度低于1 g/L,过程中保持加料慢，搅拌速度快。
由于反应槽中的铁离子含量低，生成的针铁矿也很少，因此体系中的固/液比很小，铁离子的直接水解反应视为准均相成核反应。
除铁过程中，反应物料连续不断地加入，反应产物也从反应槽中连续不断地排出，维持反应体系的物料总量或总体积恒定。
整个过程是循环的，所得到的针铁矿产物再部分返回反应槽，作为晶种使用。
整个除铁过程采用如图3-7所示设备连接。
当大量针铁矿晶种存在时，晶种发挥作用，铁离子迅速吸附在晶种表面，并快速发生水解，最后脱落形成新晶核，产生二次成核，或者直接长大成为大晶体，见反应式(3-3), (3-4), (3-5)F0Qq)十｛险(跌晶粒-F0QqP(F切(2出0)矗),晶粒(3-3) 2Fe3x(aq)*(Fc2O a*HiO)I1(s)?晶粒+4H£-FeaOrHrfXM 晶核*(Fe2O3-H2O)n(sX 晶粒(3-4)FUWXs人晶核畑①两'®晶粒-新品核+ (Fe;<h-H?O)n(s),晶粒(3-5) 生成的晶核如果彼此之间发生附聚或团聚，发生重结晶成大晶休；或者在二次成核过程中，不断地消耗铁离子，晶核直接长成大晶体，实现除铁。
在除铁过程中，反应物料连续不断地加入，反应产物也连续不断地排出，维持反应体系的物料总量或总体积恒定，此时反应体系可视为微分反应体系。
在比较添加一定比例晶种与否时，发现有晶种存在时，针铁矿沉淀时的pH 范围变宽，体系含铁量可以大于I g/L,即添加晶种降低了反应的活化能，晶种在除铁过程中起到了重要作用。