黃鉀鐵礬法(jarosite proeess)使鋅浸出液 中的鐵形成黃鐵礬類晶體沉澱而被除去的鋅熱酸浸液 除鐵方法。在鋅焙砂進行高溫高酸浸出時，隨著鋅焙砂 中的鋅較徹底溶出的同時，也有大量鐵(5一209/L)進 入溶液。黃鉀鐵礬法是一種從鋅熱酸浸出液中除鐵的 有效方法，它與鋅焙砂熱酸浸出組成完整的鋅焙砂浸 出系統。 1853年在西班牙首次發現一種含水的鹼性硫酸 鐵復鹽礦物，被命名為黃鐵礬(j arosite)。1960年澳大 利亞電解鋅公司(Eleetrolytie zinC eo of Australia L記.)在里斯登(Risdon)的鋅精煉廠發展並套用了一 種稱為黃鉀鐵礬法(jarosite proeess)的從溶液除鐵的 新方法，用於除去鋅熱酸浸出液中的鐵。與此同時，挪 威鋅公司(Det Norske Zine一Kompani A.5.)的埃特雷 姆(Eitrheim)電鋅廠和西班牙阿斯土列安公司(As- turiana de Zinc 5 A.)也成功地開發了這種方法。這三 家公司均獲得了這種方法的發明專利權，並在世界范 圍內推廣套用。隨後在黃鉀鐵礬法的基礎上又發展了 轉化法和低污染鐵礬法。 黃鉀鐵礬法黃鐵礬的分子式為MeFe。(S 04)2 (OH)6，式中Me代表一價離子，如K+、Na+、Rb+、 Cs+、TI+、Li+、Ag+、NH獷、H3O+等。鋅熱酸浸出 液中的硫酸鐵在鹼金屬或錢離子存在下，溶液接近沸 騰溫度時，便轉變成黃鐵礬晶體析出: 3Fez(50;)3+MeZSO、十12HZO— ZMeFe3(50;)2(OH)6小+6HZSO; 析出的晶體經沉澱、過濾除去。 工藝條件在相同條件下，黃鐵礬形成的難易程 度和其一價離子半徑大小有關，離子半徑接近或大於 loopm者比較容易生成礬的結晶。如rK+=ls3pm， rN·+一98pm，rNH才一143prn等，它們常被用作除鐵沉 淀劑。影響黃鐵礬生成的最主要因素是鋅熱酸浸出液 的酸度、析出溫度、一價陽離子種類和濃度、是否加入 晶種等。為了儘可能降低硫酸鋅溶液中的鐵含量，黃鐵 礬析出過程必須在較低的酸度下進行，通常控制溶液 pH在1.5左右。從反應可看出，黃鐵礬析出本身就是 一個增酸過程，為了維持溶液的一定酸度需加入中和 劑以中和黃鐵礬析出過程中所產生的酸。常使用的中 和劑有鋅焙砂、氧化鋅等。在相同的酸度下，黃鐵礬在 酸液中的溶解度隨溫度升高而急劇下降，即黃鐵礬在 酸中的溶解是個放熱過程。溫度升高，有利於黃鐵礬自 溶液中析出，故沉澱黃鐵礬常採用接近溶液沸點的溫 度。在各種鹼金屬中，以鉀鐵礬最穩定，這是由陽離子 本身半徑的大小和離子水化合半徑的數值所決定的。 由於鉀鹽較貴，工業上常採用含NH才、Na十的鹽類或 鹼類。黃鐵礬的析出速度和溶液中一價陽離子的濃度 有關，它的加入量必須滿足黃鐵礬分子式所規定的原 子比，即Me:Fe必須達到1:3。進一步增加一價離 子加入量，對黃鐵礬析出的效果並不會產生明顯影響。 由於在鐵礬沉澱時，往往有一部分草黃鐵礬〔(H3O) Fe。(50;)2(OH)6]生成，致使陽離子的實際消耗量 略低於上述比值。當黃鐵礬沉澱條件大體相同時，添加 晶種可以加快沉澱的進行。 鋅堵砂培砂，NH戶或N。十 竺心本育- 浸出渣鐵磯渣 (回收鉛、銀)(暫堆存) 黃鐵礬法原則流程 工藝流程世界各濕法煉鋅廠採用的黃鐵礬煉鋅 流程大體相同，原則流程如圖所示。它由鋅焙砂熱酸浸 出和鐵礬沉澱兩部分組成。鋅焙砂經中性浸出、熱酸浸 出後，99%以上的鋅被浸出進入溶液，浸出渣含不溶鋅 在1%以下，且富集了銀和鉛，可作為回收銀和鉛的原 料。為了從浸出液中分離鐵和部分雜質，一般工廠以硫 酸鈉為沉鐵劑，加入鋅焙砂使溶液的pH維持在LS 左右，於368K下沉澱3~5h，溶液中的絕大部分鐵便 以黃鐵礬沉澱析出，部分雜質以類質同像取代黃鐵礬 中的相應離子或被黃鐵礬吸附而與鐵同時沉澱。沉澱 後的上清液含鐵較低。一般在19/L以下，可返回中性 浸出。鐵礬沉澱中混有未溶解的鐵酸鋅和少量氧化鋅， 需經酸洗回收這部分鋅。酸洗條件是:溫度363一 368K，終酸大於459/L，時間2~3h。酸洗過程中有少 量雜質進入溶液。鋅冶煉回收率可達97%。 轉化法(conversion process)其實質是將鋅焙砂 浸出中的高溫高酸浸出和沉礬除鐵作業合併一起完 成，
即鐵酸鋅溶解和黃鐵礬沉澱同時進行，兩者的反應 分別為: 3(ZnO·FeZO3)+12HZSO;— 3ZnSO4+3FeZ(504)3+12HZO 3FeZ(504)3+xMeZSO4+(14一Zx)HZO— ZMe二(H3O)‘，一，，[Fe3(504):(OH)‘〕奮+(5+x)H:50。 式中Me二(H3O)(1一z)[Fe:(50‘):(OH)6〕為混合型 黃鐵礬。 在同一過程中，加入沉鐵劑，在363~368K溫度 下，控制酸度在459/L左右，反應5~8h，鐵由一種固 體化合物—鐵酸鋅轉化為另一種固體化合物—混 合型黃鐵礬，轉化率在”%以上。鋅冶煉回收率可達 96%一97%。轉化法具有工藝簡單、流程短、濃密和過 濾只需一套設備、投資省的特點，但由於浸出渣和鐵礬 渣在同一作業排出，只適合處理含鉛、銀低的鋅焙砂。 芬蘭奧托昆普公司的科科拉(Kokkola)鋅廠用此法生 產，鋅浸出率99%，年產電鋅16萬t。 低污染黃鉀鐵礬法為了進一步提高金屬回收率 和減少鐵礬渣對環境的污染，80年代以來，發展了一 種低污染黃鉀鐵礬法。該法是採用預中和使含鐵溶液 達一定負酸度，或通過稀釋來調整含鐵溶液的成分，
在 沉澱黃鐵礬時，不需添加中和劑就能達到令人滿意的 除鐵目的。這種方法是在使用黃鐵礬作晶種和有沉鐵 劑存在的條件下，將經調整後所得到的不穩定含鐵的 鋅溶液，加熱到接近沸點，溶液中的鐵(壓)可呈黃鐵 礬沉澱析出。析出的沉澱不經酸洗，鐵渣含鋅2%左 右，避免了由於酸洗時鐵和雜質的部分返回。該法不宜 用於處理含鐵較高的鋅焙砂。澳大利亞的里斯登(Ris- don)電鋅廠進行了中間工廠試驗，鋅冶煉回收率 98%，所產鐵礬渣仍含有害元素，但對環境的污染程度 有所減輕。 展望黃鐵礬法是世界上濕法煉鋅廠廣泛採用的 除鐵方法。這種方法在技術上比較成熟，除鐵效果好， 但所產的黃鐵礬渣對環境有污染。其發展趨勢是:(l) 完善渣場設施，消除黃鐵礬渣堆存對環境產生的污染; (2)產出對環境污染程度更輕的渣;丈3)開展綜合利用 黃鐵礬渣的研究，提高黃鐵礬法的綜合利用水平。
