针铁矿法(goethite process)

使硫酸锌水溶液中的铁以针铁矿(α-FeOOH)的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1970年首先在比利时巴伦(Balen)电锌厂获得工业应用。过程在常温常压下进行，能将溶液中的铁除到小于2.Og/L，针铁矿沉降过滤性能好，渣含铁40%～50%，锌回收率大于97%。

原理在Fe³⁺-SO^2-₄-H₂O的体系内，当铁(Ⅲ)含量比较低([Fe³⁺]<2.0g/L)时，控制一定的温度(363～368K)和酸度(pH2.0～4.2)，便可使溶液中的铁(Ⅲ)水解成针铁矿晶体沉淀。针铁矿属斜方晶系，溶解度很小，在368K、pH3的水溶液中的溶解度为1.73×10^-5g/L。

工艺湿法炼锌中的热酸浸出液通常含有Fe³⁺ 10～25g/L、H₂SO₄ 50g/L。使铁(Ⅲ)水解成针铁矿沉淀的工艺过程包括高铁还原或稀释、预中和和氧化沉淀铁三个环节(图)。

针铁矿渣针铁矿法工艺流程

(1)还原或稀释。用还原剂(如硫化锌精矿)，约在363K下将溶液中的绝大部分Fe³⁺还原成Fe²⁺：

使溶液中的Fe³⁺降低到2.0g/L以下。或用含铁(Ⅲ)低的溶液将热酸浸出液稀释到[Fe³⁺]<2.0g/L。

(2)预中和。用锌焙砂或石灰乳中和经还原或稀释后的溶液，使溶液中硫酸浓度降到3～5g/L。

(3)氧化沉淀铁。用空气或富氧空气逐渐将溶液中的低价铁Fe²⁺氧化成高价铁Fe³⁺控制溶液pH2.5～4.2和温度358～368K，Fe³⁺便水解成针铁矿沉淀：

在沉淀除铁过程中，溶液中的一部分氟、氯、硅、锑、砷、锡、锗和80%～90%的镓、铟进入针铁矿沉淀渣中，因而可从针铁矿渣中有效回收铟、镓、锗等有价金属。

发展趋势针铁矿法是从水溶液中除铁的经济和有效的方法之一，在湿法炼锌工业中得到了应用。其发展方向是：(1)提高除铁速度；(2)实现过程自动控制；(3)降低针铁矿渣中锌、铅、镉、硫等的含量，使之成为符合环境保护要求的废渣或成为炼铁或化工原料。