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：生成α—FeOOH（针铁矿）；

在浓溶液中：生成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分散空气来氧化Fe2+时，硫酸亚铁氧化成硫酸铁的水解产物，将随溶液的pH值不同而异。当pH值降低时，溶液中的Fe3+升高，这时将生成一种像草黄铁矾一样的碱式硫酸盐；当pH值升高时，溶液中Fe3+降低.这时将生成a—FeOOH，即针三价氧化铁的水合物，故分子式又可以a—Fe2O3•H2O来表示，一般为棕黄色针状结晶。另有一种γ型三价氧化铁的水合物γ—FeOOH，叫做臂状针铁矿，为红色鳞状结晶。针铁矿是三价氧化铁中比较最为固定的一种。a—FeOOH叫偏氢氧化铁，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。

在标准状态下，三价铁还原成二价铁的还原电位是0.77伏，要使三价铁全部还原成二价铁就必须使用其还原电位低于0.77伏的物质。此类物质是很多的，但要选择合适的。在湿法炼锌厂硫化锌精矿是最普遍易得的，以此作为还原剂，是比较经济的。其还原反应：

Fe2(SO4)3+ZnS=2FeSO4+ZnSO4+S

采用空气氧化Fe2+，已在少数工厂使用，并且对溶液中的Fe2+被空气中氧的氧化作用进行研究。研究结果表明：Fe2+被氧化成Fe3+的反应速度，除了与Fe2+本身浓度有关外，还与溶液中氧分子的浓度及溶液的酸度有关。溶液中氧分子的浓度越高，反应速度便越小；溶液的酸度越低，即pH值越大时，Fe2+被氧化的速度便越快。

当溶液温度为80～90℃以上时将空气喷射压入溶液内，并加入焙砂中和溶液中的酸，使pH升高到4.5～5，Fe2+可以很好地被氧化为Fe3+，然后以α-FeOOH析出。

针铁矿沉淀法与黄钾铁矾沉淀法比，具有下列优点：不消耗碱金属或铵试剂；便于富集稀散金属；针铁矿渣经过挥发处理可以作为炼铁原料。它的缺点是；需要高质量的硫化锌精矿作为还原剂，针铁矿渣含锌（约10％左右）比黄钾铁矾渣含锌（约5％左右）要高。