赤铁矿法

赤铁矿法(hematite process)

使硫酸锌水溶液中的铁主要以赤铁矿(Fe₂O₃)形态沉淀除去的锌热酸浸出液除铁方法，它与锌焙砂热酸浸出组成完整的锌焙砂浸出系统。该法于1972年在日本饭岛电锌厂获得工业应用。铁(Ⅲ)水解成赤铁矿的过程必须在高温高压下进行，除铁率大于90％。赤铁矿渣沉降过滤性能好，含铁高(58％～67％)，含锌低(0.5％～1.0％)。

原理 在Fe₂O₃-SO₄^2--H₂O体系内，当硫酸铁浓度较高时，在溶液酸度高的情况下，将温度控制在458～473K，镕液中的Fe³⁺便水解成黄色的碱式硫酸铁沉淀：

而当溶液酸度低时，溶液中的Fe³⁺ ，便水解生成赤褐色的Fe₂O₃沉淀：

故在高温条件(458～473K)下，当溶液酸度不高时，Fe³⁺水解形成以Fe₂O₃为主，并混以Fe(OH)SO₄。的沉淀物，此沉淀物称为赤铁矿渣，其主要成分(质量分数w／％)为：Fe58～60，Zn0.5～1.0，S3。

工艺 用赤铁矿法处理湿法炼锌中性浸出渣的工艺包括还原浸出、脱铜、预中和及氧化沉淀铁(见图)。图中虚线为日本饭岛电锌厂用的流程，实线为德国鲁尔(Ruhr)电锌厂用的流程。

还原浸出是加入还原剂(如SO₂)使中性浸出渣中的铁酸锌溶解进入溶液，并将高价铁离子Fe³⁺还原成低价铁离子Fe²⁺：

还原浸出过程可在压煮器内一步完成(饭岛电锌厂)，或分常压热酸浸出和硫化锌精矿还原二步完成(鲁尔电锌厂)。

脱铜一般是采用向还原浸出液中通入硫化氢(H₂S)使铜硫化沉淀的方法，也可用海绵铁置换得含铜渣。

预中和是将脱铜后酸度较高(20g／L)的溶液，用石灰乳中和。第一次是将溶液中和到pH1.0～2.0，液固分离得石膏。第二次是将溶液中和到pH4.0～4.5，使铟、镓、锗等稀散金属及砷、锑等有害杂质进入渣中，进而回收铟、镓、锗。

氧化沉淀铁是将预中和后液(含Fe²⁺25～50g／L)引入压煮器中，控制温度458～473K、氧压po₂98～300kPa，使低价铁离子Fe²⁺氧化成高价铁离子Fe³⁺后水解成赤铁矿沉淀：

由压煮器出来的溶液经减压槽减压至常压，冷却后送浓密机进行浓密。

展望赤铁矿法处理湿法炼锌中性浸出渣的锌回收率高，并能有效地回收铜、铅、银及铟、镓、锗等有价金属。铁渣含铁高，可用作化工、陶瓷原料。与黄钾铁矾法或针铁矿法相比，赤铁矿法因铁(Ⅲ)的水解必须在高温高压下进行，所以设备的投资大，能耗高。改进的方向是：(1)降低赤铁矿渣中硫、锌等的含量，使之成为炼铁原料；(2)简化工艺流程，减少投资。

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