湿法炼锌酸浸液除铁-黄钾铁矾法沉淀除铁
冶金学XXXX8锌冶金湿法炼锌(ppt版)
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3.1-焙砂的中性浸出-3.1.3 浸出速度(sùdù)及影响因素
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3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.1中性 浸出(jìn chū)热力学根底
➢ 中性(zhōngxìng) 浸出化学变化 主要包含锌的 浸出别离 、铁 的氧化沉淀和 砷锑与铁共沉 淀的过程。
➢
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3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.1中性浸 出 热力学根底 (jìn chū)
第十五页，共一百二十六页。
3.1-焙砂的中性浸出(jìn chū)-3.1.3 浸出速度及影响因
素
(1) 扩散过程(guòchéng)控 制
由上式可知，当CS一定时，本体中
酸浓度越大，反响速度越快，所以
实际生产中适当提高反响液酸度
C
(170~200g/l)。
CS
提高搅拌(jiǎobàn)强度时，δ变小，
(1) 问题(wèntí)的提出与 解决
➢ 中浸渣中锌的回收 ➢ 经中性和弱酸性浸出后渣含锌仍在18~22%左右，渣中锌
的主要形态为ZnFe2O4(60~90%)和ZnS(0~16%)。 ➢ 两个问题
➢ (1)如何才能让锌浸出；(2)如何实现锌铁分离 ➢ 解决之道
➢ (1) 火法锌铁分离-氧化锌浸出；(2)湿法浸出-锌铁分离 ➢ 热酸浸出主要任务是浸出铁酸锌中所含的锌，但在锌
湿法炼锌中铁的行为_作用及控制
发生
32 如下反应 : [ Fe ( OH) 3 ] m #n Fe 3+ + n SbO4 3- y m [ Fe ( OH) 3] # n Fe SbO43-
湖南有色金属
第 22 卷
5 结
论
3
铁在净化过程中的行为及控制
铁必须在浸出过程中除去 , 一般来说净化过程
工业实践证明 , 在湿法炼锌生产实践中, 有效地 控制铁在湿法炼锌中的含量至关重要。通过本文的 论述 , 得出以下的结论: 11 铁在电解中, 影响电流效率 , 因此必须在前面 的工序中除去。 21 在净液工序中, Fe( OH) 3 存在使净化工序液 固分离困难, 严重制约了生产的顺利进行。 31 在浸出中铁有其特殊的作用, Fe ( OH) 3 沉淀 的同时能与 As、 Sb 、 Ge 共同沉淀, 除去溶液中的 As 、 Sb 、 Ge 杂质 , 因此控制了铁量就是控制了部分杂质含 量。
2+ 2+ 3+ 2+
图 2 标准状态下的铁水解净化图 ( E - pH) 化剂, 从图 2 还可以看出, H 2O2 、 MnO4 、 O2 、 MnO2 均 可作为 Fe2+ 的氧化剂。 在生产实践中, 一般选用 MnO2 作氧化剂 , 反应 式如下: 2FeSO4 + MnO2+ 2H 2SO4= Fe2 ( SO4 ) 3 + MnSO4 + 2H2 O Fe2+ y Fe3+ 后, 在 pH 值为 116 以上就开始析出 三价铁沉淀, 为尽可能多除去铁 , 通常利用锌焙烧矿 作中和剂 , 以提高 pH 值。 同时铁的水解沉淀将导致 H2 SO4 的产生: Fe2 ( SO4 ) 3 + 6H2 O= 2Fe( OH) 3 + 3H 2SO4 随着水解反应的进行, 溶液中的酸度不断增大 , 因此, 必须不断中和调整酸度 , 使 pH 值保持一定的 范围内, 通过连续冲矿加入焙砂矿来调整 pH 值。 213 浸出过程中铁的作用与控制 硫酸锌溶液中的 As、 Sb、 Ge 对电解极为有害 , 它 们既影响电效 , 也造成烧板; 所以必需沉淀除去 , 在 中性浸出中和沉铁过程中为了使它们共沉淀必须保 证溶液中有足够的铁离子。溶液中的铁含量应为 As + Sb 总量的 10 倍以上, 当 Sb 含量高时要求更高一 些。在 As+ Sb 高 含量情 况下 , 溶液 中铁含 量不够 时, 应该向溶液中加入含铁的物质 , 如 FeSO4 , 以达到 Fe 、 As、 Sb 共同沉淀的目的。 Fe 、 As、 Sb 共同沉淀的机理有如下两种解释 : 11 产生的 Fe( OH) 3 胶体能与 As、 Sb、 Ge 共同沉 淀而除去。 21 溶液中形成的 Fe ( OH) 3 胶体与 As3+ 发生如 下反应: 4Fe( OH) 3 + H3 AsO3 = Fe 4O5 ( OH) 5As | + 5H 2 O 或者说在 Fe( OH) 3 的沉淀过程中, 当它经过一 个胶体状态时便吸附了 Fe 离子 , 再与 SbO4
湿法炼锌酸浸液除铁-黄钾铁矾法沉淀除铁
湿法炼锌酸浸液除铁-黄钾铁矾法沉淀除铁A 黄铁矾法除铁原理a 黄铁矾沉淀组成及热力学稳定性黄铁矾的分子式通常可以写成A20·3Fe203·4S03·6H20或AFe3（S04）2（OH)6，或A2[ Fe6( SO4）4（OH）12，式中A代表一价阳离子，即可以是K+、Na+、NH4+、Rb+、Ag+、—Pb2+或H3+O等，例如：黄钾铁矾：KFe3（S04）2（OH）6,其化学组成：K20 9.41%，Fe20347.83%，S0331.97%，H20 10.79%。
黄钠铁矾：NaFe3（S04）2（OH）6，其化学组成：Na20 6.4%；Fe203 49.42%；S03 33.04%，H20 11.14%。
黄铵铁矾：NH4 Fe3（S04）2（OH）6，其化学组成：（NH4）2O 5.43%，Fe203 49.93%，S03 33.37％，H20 11．27％。
这些化合物通常称黄钾铁矾或黄铁矾。
在自然界里，有些矿物具有类似的组成，相同的结构和结晶形态，即所谓类质同晶。
所谓矾，是一系列类质同晶矿物的总称，而黄钾铁矾是矾中的一种。
波北兹涅克和麦尔文研究了Fe203-S03-H20三元系在某些温度下的平衡情况，如下图所示。
所有碱式盐、酸式盐及正盐都位于三元系相图内部，这是由于它们都含有结晶水的缘故。
无水硫酸高铁位于Fe203-S03二元系线上，但它在50℃和75℃的条件下不是平衡相，即不会从溶液中以这种成分析出，因而没有在图上出现。
按照平衡固相来分类，图大致可分成以下三类区域：平衡固相是氧化铁的水化物。
这是一个非常狭小的区域，位于图中最左端的三角形1中。
在这个区域内，从液相析出的固相是一水氧化铁或三水氧化铁。
由于后者是介稳相而不是平衡相，因而未在图上标出。
液相线基本上不和Fe203-S03二元系边线相交，因而氧化铁的水化物在水中的洛解度非常小。
三角形1远离组分S03，表示系统酸度非常低，高铁以氢氧化铁和针铁矿的形态从铸旅由析出需要符合这种条件。
湿法炼锌除铁工艺研究进展
(碱、铵试剂)也 导 致 持 续 运 营 成 本 较 高。 目 前 芬
兰、澳大利亚等国 家 已 有 多 家 电 解 厂 对 传 统 黄 钾
铁矾法工艺进行了改进,通过使用转化法、预中和
中铁作为黄钾铁 矾 的 主 要 成 分 之 一,以 沉 淀 形 式
等手 段,有 效 缩 短 工 艺 流 程,降 低 黄 钾 铁 矾 渣 的
物,通 常 与 多 种 精 矿 伴 生 [11-12]。 其 中,锌 精 矿 中
通常铁品位为 3%~18% ,主 要 以 黄 铁 矿(
FeS2 )、
磁 黄 铁 矿 (Fe1-x S,x = 0 ~ 0
.17)、黄 铜 矿
[ ]
(
CuFeS2)和闪锌矿((
Zn,
Fe)
S)形式存在 13 。
铁是冶锌工业 中 的 主 要 杂 质 之 一,须 在 电 解
金等行业,在目前的有色金属消费中居于第三位,
工艺的优缺点。
仅次于铜和铝
。随着我国经济的稳步发展,对
[
1
2]
锌的需求量越来 越 大,近 年 来 国 内 已 有 大 量 大 型
冶锌项目正 在 建 设 中 或 已 建 成 投 产 [3]。 目 前,国
内外冶锌企业大 多 采 用 湿 法 工 艺,其 锌 产 量 高 达
第 42 卷第 5 期
雷伟岩,等:湿法炼锌除铁工艺研究进展
还原循环会大大降低电解效率,同时增加能耗,因
此,在电积的前置工序(选矿和焙烧、浸出)中将铁
· 459 ·
能耗等优势,仍 是 现 代 选 矿 的 重 要 方 法 之 一 [20]。
目前常见的重选设备包括摇床、水力旋流器、悬振
锥面选矿机、螺 旋 溜 槽 [21]等,根 据 锌 精 矿 和 铁 矿
黄钾铁钒法沉铁
A 黄铁矾法除铁原理a 黄铁矾沉淀组成及热力学稳定性黄铁矾的分子式通常可以写成A20·3Fe23·4S03·6H20或AFe3（S04）2（OH)6，或A2[ Fe6( SO4）4（OH）12，式中A代表一价阳离子，即可以是K+、Na+、NH4+、Rb+、Ag+、—Pb2+或H3+O等，例如：黄钾铁矾：KFe3（S04）2（OH）6,其化学组成：K20 9.41%，Fe2347.83%，S0331.97%，H20 10.79%。
黄钠铁矾：NaFe3（S04）2（OH）6，其化学组成：Na20 6.4%；Fe20349.42%；S0333.04%，H20 11.14%。
黄铵铁矾：NH4Fe3（S04）2（OH）6，其化学组成：（NH4）2O 5.43%，Fe2349.93%，S0333.37％，H20 11．27％。
这些化合物通常称黄钾铁矾或黄铁矾。
在自然界里，有些矿物具有类似的组成，相同的结构和结晶形态，即所谓类质同晶。
所谓矾，是一系列类质同晶矿物的总称，而黄钾铁矾是矾中的一种。
波北兹涅克和麦尔文研究了Fe203-S03-H20三元系在某些温度下的平衡情况，如下图所示。
所有碱式盐、酸式盐及正盐都位于三元系相图内部，这是由于它们都含有结晶水的缘故。
无水硫酸高铁位于Fe203-S03二元系线上，但它在50℃和75℃的条件下不是平衡相，即不会从溶液中以这种成分析出，因而没有在图上出现。
按照平衡固相来分类，图大致可分成以下三类区域：平衡固相是氧化铁的水化物。
这是一个非常狭小的区域，位于图中最左端的三角形1中。
在这个区域内，从液相析出的固相是一水氧化铁或三水氧化铁。
由于后者是介稳相而不是平衡相，因而未在图上标出。
液相线基本上不和Fe203-S03二元系边线相交，因而氧化铁的水化物在水中的洛解度非常小。
三角形1远离组分S03，表示系统酸度非常低，高铁以氢氧化铁和针铁矿的形态从铸旅由析出需要符合这种条件。
锌湿法冶炼渣处理工艺研究
锌湿法冶炼渣处理工艺研究摘要：有色金属冶炼的环境保护和资源高效利用已成为制约行业可持续发展的关键因素,湿法炼锌生产的浸出渣开路问题是企业面临的难题之一。
本文针对我国湿法炼锌采用的主流工艺,基于生产过程的产生的各种浸出渣、净化渣、烟尘、污泥等含锌物料的来源、组成和污染物进行分析,较系统地总结了目前各类锌冶炼渣的综合利用及无害化处理技术。
关键词：湿法炼锌；锌冶炼渣；处理工艺1冶炼渣的来源与组成1.1常规浸出冶炼渣常规浸出过程为中性浸出和酸性浸出两段。
中性浸出液的净化采用置换或化学沉淀，一般加入锌粉去除铜镉，然后将溶液升温加锌粉和活化剂锑盐或砷盐去除钴镍，最后加锌粉去除复溶镉，分别得到铜镉渣和镍钴渣，也可采用黄药除钴生成黄酸钴渣。
添加铜渣或石灰乳去除氟、氯，分别得到氯化亚铜和氟化钙沉淀。
通过控制酸性浸出液的pH值，Fe2+被氧化成Fe3+后水解去除，酸性浸出渣含锌约20%，Fe约25%，铅约5%，烟尘中含有少量的氧化锌尘和SO2。
常规浸出冶炼渣为有害渣，含有价金属多，回收利用技术相对成熟。
1.2热酸浸出冶炼渣热酸浸出与常规浸出不同的是中性浸出渣采用二段高温高酸浸出，使渣中难溶于稀硫酸的铁酸锌溶解进入酸性浸出液。
富集于热酸浸出渣中的铅、银等称为铅银渣，其中锌主要以ZnS和ZnFe2O4形式存在，铁主要以Fe2O3和FeO形式存在，铅主要以PbS和PbSO4形式存在，银主要以Ag2S和AgCl形式存在。
热酸浸出液除铁后返回中性浸出流程，除铁工艺主要有:黄钾铁矾法、针铁矿法、赤铁矿法，使浸出液中的Fe以黄钾铁矾、针铁矿、赤铁矿的形式与溶液分离。
1.3高压氧浸浸出渣氧压浸出是在高压釜内直接高温氧压浸出硫化锌精矿，可避免副产硫酸，浸出液的处理过程与常规流程一致。
此工艺反应速度快，提高了原料中镓、锗、铟等稀散金属的回收率和铜、镉的浸出率和回收率，利于铅、银等贵金属的富集。
氧压浸出废渣含20%~25%的水份和12%~15%的元素硫，根据精矿原料的不同及后续渣处理工艺的差异，氧压浸出渣分为高银渣和低银渣，高银渣又分成高铁渣和低铁渣。
湿法炼锌中锌铁分离方法与运用探讨莫德杨
湿法炼锌中锌铁分离方法与运用探讨莫德杨发布时间：2022-03-02T11:43:50.460Z 来源：《探索科学》2021年10月下20期作者：莫德杨[导读] 渣挥发法、黄钾铁矾法、针铁矿法均能实现较好的锌铁分离效果。
广西誉升锗业高新技术有限公司莫德杨广西河池市 547000摘要：当前锌冶炼厂85％以上采用湿法炼锌工艺，其工艺过程主要包括常规浸出—渣挥发法、热酸浸出—黄钾铁矾法、热酸浸出/氧压浸出—针铁矿法、还原浸出—赤铁矿法，其关键核心技术为锌铁分离，因此，高铁锌精矿湿法炼锌过程中在锌铁高效分离、铁渣资源化利用、清洁绿色生产方面面临新的挑战。
关键词：碳热还原法；挥发法；黄钾铁矾法；针铁矿法；赤铁矿法；喷淋法引言锌铁的湿法分离在湿法炼锌、钢铁冶金含锌尘泥的资源化利用、镀锌行业废液治理等过程中有重要的作用，高效的分离方法不仅能提高产品质量，还能提高金属资源的利用率并解决废渣废液造成的环境污染问题。
溶液中的锌铁分离主要有化学沉淀法、离子交换法和溶剂萃取法等。
由于共沉淀的存在，除非多次沉淀，否则化学沉淀分离效果难以令人满意。
离子交换法分离程度较好，但受制于交换容量，该法难以满足工业上处理量大、金属含量高的需要。
溶剂萃取法由于具有金属回收率高、处理能力大、分离效果好、设备简单和易于自动化操作等优点，最具工业应用前景。
1原料中铁的赋存形式对国内某厂高铁锌精矿与锌浸出渣进行ＸＲＤ分析，高铁锌精矿中主要矿物为闪锌矿和铁闪锌矿。
对国内某厂高铁锌精矿与锌浸出渣中铁在各物相中的分布进行了分析，在高铁锌精矿中，铁主要以硫化物形态存在，占总铁量的９４％；在锌浸出渣中，铁主要以赤铁矿和磁铁矿形态存在，分别占总铁量的８２％和７％左右。
2湿法炼锌中锌铁分离方法2.1黄钾铁矾法热酸浸出液预中和至pH~1.5，控制除铁温度约90℃，向含铁液中加入碱离子，如K+、Na+、NH4+等。
同时不断加入中和剂，维持溶液pH，使铁以黄钾铁矾的形式沉淀，铁渣含铁约25%，除铁后液含铁1~3g/L。
黄钾铁矾法炼锌的沉矾过程研究
黄钾铁矾法炼锌的沉矾过程研究黎红兵;周志辉;陈志飞;宁顺民;袁铁锤【摘要】黄钾铁矾法可以有效处理铁、砷、锑等杂质含量高的锌精矿,并能有效回收其中的有价金属.沉矾工序是黄钾铁矾法处理的关键步骤,可产出富铟的铁矾渣和供中性浸出用的上清液,其主要任务包括除铁、沉铟、排除系统中多余的硫酸根以及脱除部分金属杂质离子.文章对黄钾铁矾法工艺处理高铁高铟锌精矿的沉矾过程进行了研究,得出了杂质离子浓度变化规律并对其过程机理进行了初步分析.研究结果表明92.3%的锌进入沉矾液,94.87%的铟、97.80%的铁及绝大部分砷、锑进入沉矾渣.【期刊名称】《湖南有色金属》【年(卷),期】2010(026)004【总页数】4页(P27-29,76)【关键词】黄钾铁矾法;沉矾;除铁;浸出;铟【作者】黎红兵;周志辉;陈志飞;宁顺民;袁铁锤【作者单位】长沙矿冶研究院,湖南,长沙,410012;中南大学粉末冶金国家重点试验室,湖南,长沙,410083;长沙矿冶研究院,湖南,长沙,410012;长沙矿冶研究院,湖南,长沙,410012;中南大学粉末冶金国家重点试验室,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TF813目前世界上主要炼锌方法是湿法炼锌,80%以上的原生锌锭是通过湿法炼锌方法生产出来的[1]。
锌主要以硫化物形态存在于自然界,其主要矿物是闪锌矿和高铁闪锌矿,而且常常伴生有铟,比如我国广西大厂矿就是高铁高铟锌矿[2]。
铟是一种极其重要的金属,大部分金属铟是从铅、锌、铜、锡等矿石冶炼过程中回收的副产品。
从挥发性强的锌和镉中分离铟时,铟则富集于滤渣和炉渣内[3～6]。
广西大厂锌精矿中铟、铁含量很高,该厂采用处理高铁锌精矿的传统工艺——黄钾铁矾法从锌精矿中提取锌并回收铟。
其主要生产工艺包括:中性浸出-低酸浸出-高酸浸出和铁矾法沉铁,从中性浸出液里电解提取锌,绝大部分铟富集于铁钒渣中,少量的铟残留于高渣,将矾渣和高浸渣混合后,经高温焙烧、浸出、萃取、电解和铸锭后即可得到电铟[7～9]。
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湿法炼锌酸浸液除铁-黄钾铁矾法沉淀除铁A 黄铁矾法除铁原理a 黄铁矾沉淀组成及热力学稳定性黄铁矾的分子式通常可以写成A20·3Fe203·4S03·6H20或AFe3（S04）2（OH)6，或A2[ Fe6( SO4）4（OH）12，式中A代表一价阳离子，即可以是K+、Na+、NH4+、Rb+、Ag+、—Pb2+或H3+O等，例如：黄钾铁矾：KFe3（S04）2（OH）6,其化学组成：K20 9.41%，Fe20347.83%，S0331.97%，H20 10.79%。
黄钠铁矾：NaFe3（S04）2（OH）6，其化学组成：Na20 6.4%；Fe203 49.42%；S03 33.04%，H20 11.14%。
黄铵铁矾：NH4 Fe3（S04）2（OH）6，其化学组成：（NH4）2O 5.43%，Fe203 49.93%，S03 33.37％，H20 11．27％。
这些化合物通常称黄钾铁矾或黄铁矾。
在自然界里，有些矿物具有类似的组成，相同的结构和结晶形态，即所谓类质同晶。
所谓矾，是一系列类质同晶矿物的总称，而黄钾铁矾是矾中的一种。
波北兹涅克和麦尔文研究了Fe203-S03-H20三元系在某些温度下的平衡情况，如下图所示。
所有碱式盐、酸式盐及正盐都位于三元系相图内部，这是由于它们都含有结晶水的缘故。
无水硫酸高铁位于Fe203-S03二元系线上，但它在50℃和75℃的条件下不是平衡相，即不会从溶液中以这种成分析出，因而没有在图上出现。
按照平衡固相来分类，图大致可分成以下三类区域：平衡固相是氧化铁的水化物。
这是一个非常狭小的区域，位于图中最左端的三角形1中。
在这个区域内，从液相析出的固相是一水氧化铁或三水氧化铁。
由于后者是介稳相而不是平衡相，因而未在图上标出。
液相线基本上不和Fe203-S03二元系边线相交，因而氧化铁的水化物在水中的洛解度非常小。
三角形1远离组分S03，表示系统酸度非常低，高铁以氢氧化铁和针铁矿的形态从铸旅由析出需要符合这种条件。
黄铁矾除铁必须偏离这个区域，即必须使溶液保持一定酸度。
平衡固相是碱式盐或碱式盐和氧化铁水合物的混合物。
三角形2-7都属于这样的区域，它们由液相和固相很合组成。
可以看出，三角形2的平衡固相是氧化铁的水合物和含结晶水的硫酸高铁碱式盐（3Fe203·4S03·9H20），在3-7中，平衡固相则为一种或两种不同的碱式盐。
平衡固相是正盐、酸式盐或它们的混合物。
三角区域9-13就属于这样的区域，体系中S03%的增加将使平衡液相线即母液的含铁量急剧下降。
这些区域的特点是平衡液相线含有很高的S03%。
与黄铁矾沉铁直接有关的是区域2-3，与它们相应的稳定平衡固相是碱式盐草黄铁矾3 Fe203·4S03·9H20，也可以写成［H(H20)］20·3 Fe203·4S03·6H20，不论在成分或物理化学性质方面都和黄钾铁矾非常相近。
所以当溶液中存在K＋、Na+、NH4+时，平衡固相将由更为稳定的黄铁矾所代替。
随溶液酸度减小，黄铁矾趋于不稳定，并将转变为含水氧化铁。
为使高铁以铁矾析出，必须使溶液保持一定酸度。
从硫酸铁溶液中沉淀铁矾的反应如下：3Fe2（S04）3＋6H2O ==== 6Fe(OH)S04＋3H2S044Fe（OH）S04＋4H20 ==== 2Fe2（OH) 4 S04＋2H2S042Fe（OH）S04＋2Fe2（OH）4S04＋2NH40H ====（NH4）2 Fe6（S04）4（OH）122Fe（OH）S04＋2Fe2（OH）4S04＋Na2S04＋2H20 ==== Na2Fe6（S04）4（OH）12＋H2SO4 2Fe（OH）S04＋2Fe2（OH）4S04＋4H20 ====（H30）2 Fe6（S04）4（OH）12黄铁矾形成时，有硫酸产生。
必须将酸中和，反应才能继续进行。
在锌冶炼中通常采用焙砂作中和剂。
在其他情况下可用Fe203、Na2C03等作中和剂。
黄铁矾结晶的形成需要的是Fe3+，在实际的工业滤液中均含有比例不等的Fe2+，因此氧化Fe2+成为Fe3+是结晶前的首要步骤。
氧化剂有KMn04, Mn02 , C12 , NaC1O3和过氧硫化物等。
在湿法炼锌工业实践中，多用02或空气为氧化剂。
沉矾速度是人们关注的重要问题，长沙矿冶研究院马荣骏等做出了系统的动力学方面的工作。
b 一价阳离子对结晶的影响黄铁矾的生成条件是，溶液中必须有Na＋，K+或NH4+等离子。
通常使用的化合物有NH40H，（NH4）2S04，NH4HC03,Na0H,Na2S04及KC1等。
一价离子加入量必须满足化学式AFe3（OH）6所规定的原子比，即Fe/A必须等于或大于3方能取得好的除铁效果。
不同种类和数量的一价阳离子除铁效果如下图。
由图可知，钾离子效果最好，钠和铵离子效果接近。
c 溶液酸度对沉淀的影响溶液pH值对黄铁矾的稳定性和沉淀率有重要影响。
黄铁矾在形成过程中产生大量酸，酸度增高将降低铁的沉淀量和速率。
沉淀母液中Fe3＋浓度与硫酸浓度的关系，理论上为C Fe3+ /C H2SO4＝0.004,但工厂操作时上述比值常取0.01。
有人研究了温度-pH值关系，如上图右所示。
图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域。
表明在低pH值下，必须在较高温度下黄铁矾才能稳定存在：20℃时,pH值范围是2～3；100℃时，pH值范围是1～2.3 ；而在200℃时，pH值则为0～1.2。
实际上，pH＜2.5，溶液电位大于0.60V和Fe3＋浓度大于0.001 mol/dm3，黄铁矾即可以稳定存在。
下图示出了电位与pH值关系图。
表明黄铁矾在pH =0.5 ～2.5范围内是稳定的。
d 反应温度对沉淀的影响黄铁矾在室温下形成的速度非常缓慢。
如在25℃时由K2S04-Fe2（S04）3溶液中沉淀钾铁矾，在水相pH值为0.82～1.72范围内，需要1～6个月。
如将温度升到100℃，数小时后沉淀则已近于完全；温度若达到180～200℃，黄钾铁矾则开始破坏。
沉矾的操作温度要求高于85℃，温度对沉淀结果的影响如上图右所示。
温度低不仅沉淀缓慢而且过滤困难。
黄铁矾在酸性介质中的溶解度随温度升高而急剧下降。
e 加入晶种对沉淀影响黄铁矾晶核的生成比较缓慢。
从含硫酸lOg/dm3，Fe3+10.98g/dm3的热酸浸液中除铁，大约1h后溶液中才有结晶析出。
加人晶种后半小时便有晶体析出。
在整个沉矾过程中搅拌也是必要的。
向热力学稳定相转移的相变都将降低整个体系的自由能。
新相的生成，使体系的相数由一相变为两相。
一方面部分原子由高的自由能（旧相）向低的自由能（新相）转变，降低体系内部自由能；但另一方面，新相表面的形成，又需要能量，从而增加体系的自由能。
因而新相（如黄铁矾结晶）形成时自由能的变化可用下式表示：△F = -V△f v Sσ式中V——结晶新相的体积；△f v——单位体积中旧相、新相间自由能之差，△f v =F液-F固；S——新相的表面积；σ——单位相界面上，新旧两相间的表面张力，即两相间比表面能。
假设新相为球形，上式可改写成：4△F = - ——πr3n△fv + 4πr2nσ3式中 r——球形晶粒的半径；n——新相生成的颗粒数。
从下图左可以看出，△F的变化取决于新相颗粒的大小。
当晶粒的半径小于临界颗粒半径r k时，体系总自由能增高；当半径大于r k时，情况相反；半径等于r0时,△F的增加等于零，表明由于新相的生成，形成的相界面表面能抵消了部分原子由液相向自由能较低的固相转变带来的自由能降低；当半径大于r0时，自由能的增加为负值，表明整个体系内的自由能趋于降低。
由此可知，在结晶开始后，可以有许多晶粒，但是受到一定限制，只有那些由于涨落现象等原因使粒径增大到引起体系自由能减小的晶粒得以成长，即半径大于r k 的晶粒，才可能成为晶核。
下图右表明外加晶种可以大大加快沉矾速度。
f 黄铁矾沉淀过程中其他离子的行为黄铁矾法除铁主要用于湿法炼锌，因此锌对沉淀的影响是首先要考虑的因素。
考察锌的影响时发现，即使溶液中含有100g/dm3的Zn2+，沉淀由结晶向无定形转变的临界pH值也几乎不变，即不加Zn2+，临界pH JA为：pH JA =0.211lg[Fe3+]+1.84而加入100g/dm3的Zn2+（ZnSO4加入）后：pH JA ＝ 0.21log[ Fe3+］＋1.80表明在沉矾过程中，锌可以看作是一种惰性物质。
但工业上，要考虑的是如果锌浓度过高，溶液黏度增高，对操作不利。
B 黄铁矾法在锌冶炼中的应用a 黄钾铁矾除铁法在湿法炼锌中黄钾铁矾除铁法应用最多，今列举几个厂的使用情况如下。
澳大利亚雷斯顿电锌厂将残渣处理放到浸出车间（如下图所示）。
由锌电解系统来的浸出渣（800～1000g/dm3浓度）和堆积的浸渣浆化后（用预热到75`C的废电解液）一起进入浸出槽，在85～95℃下浸出7h。
浸出后的残渣用水力旋流器分级，富锌渣（ZnS 80%）与富铅渣分开。
此外，浸出液中和至pH =0.90 (15g( H2S04 )/dm3），随后将25%的氨水加入溶液。
在加焙砂同时，在pH＝1.3～1.7中保持4.5h，生成黄铁矾，以除去大部分铁。
挪威锌公司把浸出渣处理过程合并到浸出系统中，如下图左所示。
整个系统中包括中性浸出，将焙砂中80%的可溶性锌溶解，同时少量铁和其他杂质沉淀而产生一种中性溶液。
分离后的残渣进行热酸浸出，温度为90～95℃，酸度40～80g（H2S04）/dm3，使残渣锌溶解。
不同焙砂的溶解度有所不同，因此必须加入浓硫酸控制适当的酸度以达到最高的提取率。
不溶的铅、银残渣为中性，浸出过程中加入焙砂量的10%～12%，分离后剩下的含锌、铁溶液中的铁以黄铁矾形式沉淀。
长沙矿冶研究院马荣骏等针对我国的高锢高铁锌矿资源，研究出一个有效回收锌、锢的湿法联合流程。
流程中的关键工序为焙烧料的热酸浸出-黄铁矾除铁。
在低酸浸出液用黄铁矾法沉铁时，锢先富集于铁矾渣，再从渣中回收铟，同时回收一部分锌及钠，从而提高了锌的总回收率，并降低了钠试剂的消耗。
研究了在铟、铁共存的多元体系中，铟、铁进入黄铁矾的规律。
铁以黄铁矾沉淀时，生成的是钠（或铵）铟铁矾晶体，它的热力学性质与黄铁矾相似。
在530～590℃焙烧时大部分铁成三氧化二铁而铟仍为硫酸复盐，铟易被稀酸浸出。
1983年在柳州有色金属冶炼厂对此流程进行了工业试验，1985年9月完成了锌流程工业试验。
工业试验采用的原则流程如上图右所示。
柳州有色金属冶炼厂用此流程进行了工业生产多年，获得了很好的效益，填补了我国铁矾法的空白。
目前我国已有数家湿法炼锌厂使用热酸浸出铁矾法进行湿法生产锌，均借鉴了这一成果的经验，而在我国炼锌工业中占有了重要地位。