針鐵礦法除鐵

針鐵礦沉淀法是在高溫中性硫酸鋅溶液內(nèi)通入分散的空氣，使其中的Fe2+氧化為Fe3+，同時(shí)形成與天然針鐵礦在品形和化學(xué)成分上相同的化合物沉淀。針鐵礦品體易沉淀和過濾。其反應(yīng)是：4FeSO4+O2+6H2O=4FeOOH+4H2SO4在硫酸鐵溶液中沉淀鐵時(shí)，隨Fe2(SO4)3的濃度不同，可以在硫酸鐵溶液中形成各種化合物。在很稀的溶液中：生成a—FeOOH(針鐵礦)；在濃溶液中：生成Fe2(SO4)3?5Fe2O3?15H2O；在更濃溶液中則生成4Fe2(SO4)3?5Fe2O3?27H2O(草黃鐵磯)在生產(chǎn)上得到的高溫高酸浸出液中一般含有30?40g/L的Fe2+，此濃度唯一能生成的沉淀將是不利于沉淀和過濾的草黃鐵磯。所以，要想采用空氣氧化法得到a—FeOOH，就必須將溶液中的Fe3+全部還原成Fe2+，而后再向溶液中通入分散的空氣，使Fe2+氧化成Fe3+，同時(shí)形成針鐵礦沉淀。從硫酸亞鐵溶液中用分散空氣來氧化Fe2+時(shí)，硫酸亞鐵氧化成硫酸鐵的水解產(chǎn)物，將隨溶液的pH值不同而異。當(dāng)pH值降低時(shí)，溶液中的Fe3+升高，這時(shí)將生成一種像草黃鐵磯一樣的堿式硫酸鹽；當(dāng)pH值升高時(shí)，溶液中Fe3+降低.這時(shí)將生成a—FeOOH，即針三價(jià)氧化鐵的水合物，故分子式又可以a—Fe2O3?H2O來表示，一般為棕黃色針狀結(jié)品。另有一種Y型三價(jià)氧化鐵的水合物Y—FeOOH，叫做臂狀針鐵礦，為紅色鱗狀結(jié)品。針鐵礦是三價(jià)氧化鐵中比較最為固定的一種。a—FeOOH叫偏氫氧化鐵，在水溶液中呈酸性，其等電點(diǎn)的pH值為5.2,而Y—FeOOH也叫正氫氧化鐵，在水溶液中呈堿性，其等電點(diǎn)的pH值為7.7。在生產(chǎn)和科研的實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)亞鐵離子在水溶液中通氧快速氧化時(shí)可生成a—FeOOH，而徐緩氧化時(shí)則生成Y—FeOOH。由此可見，a—針鐵礦的生成沉淀除要求溶液有一定pH值外，如何通入空氣以加快氧化速度關(guān)系極大。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵的還原電位是0.77伏，要使三價(jià)鐵全部還原成二價(jià)鐵就必須使用其還原電位低于0.77伏的物質(zhì)。此類物質(zhì)是很多的，但要選擇合適的。在濕法煉鋅廠硫化鋅精礦是最普遍易得的，以此作為還原劑，是比較經(jīng)濟(jì)的。其還原反應(yīng)：Fe2（SO4）3+ZnS=2FeSO4+ZnSO4+S采用空氣氧化Fe2+，已在少數(shù)工廠使用，并且對(duì)溶液中的Fe2+被空氣中氧的氧化作用進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明：Fe2+被氧化成Fe3+的反應(yīng)速度，除了與Fe2+本身濃度有關(guān)外，還與溶液中氧分子的濃度及溶液的酸度有關(guān)。溶液中氧分子的濃度越高，反應(yīng)速度便越??；溶液的酸度越低，即pH值越大時(shí)，F(xiàn)e2+被氧化的速度便越快。當(dāng)溶液溫度為80?90°C以上時(shí)將空氣噴射壓入溶液內(nèi)，并加入焙砂中和溶液中的酸，使pH升高到4.5?5,Fe2+可以很好地被氧化為Fe3+，然后以a-FeOOH析出。針鐵礦沉淀法與黃鉀鐵磯沉淀法比，具有下列優(yōu)點(diǎn)：不消耗堿金屬或鉉試劑；便于富集稀散金屬；針鐵礦渣經(jīng)過揮發(fā)處