草酸-硫酸体系协同浸出硫铁矿渣中铁的机理及工艺优化

摘要

针对硫铁矿烧渣中铁资源回收率低、传统酸浸法效率不足的问题，提出了H₂C₂O₄-H₂SO₄协同浸出体系，通过响应面法优化浸出时间、温度、液固比及硫酸质量分数等工艺参数，并结合浸出动力学和热力学分析协同浸出机制，对浸出前后样品的形貌和物相化进行表征。结果表明：草酸通过较强的络合作用显著提升铁浸出率；响应面法优化优的H₂C₂O₄-H₂SO₄铁浸出模型准确，在浸出时间为6 h、温度为90℃、液固比为6 mg/L、硫酸质量分数为50%的条件下，硫铁矿烧渣中铁的浸出率达到了98.62%,与模型预测值的误差仅为0.37%;草酸优先络合铁氧化物生成可溶性[Fe（C₂O₄）]⁺,硫酸则通过质子化作用加速其转化为Fe₂（SO₄）₃,浸出过程受界面化学反应与内部扩散联合控制。此外，通过光诱导还原法从浸出液中成功回收二水合草酸亚铁，其晶体结构完整且纯度较高。该研究可为冶金废弃物资源化提供经济环保的技术方案。

关键词

硫铁矿烧渣 / 草酸 / 浸出 / 铁 / 响应面

基金资助

陕西省重点研发计划资助项目(2023-ZDLSF-63); 陕西省秦创源科技+工程师队伍建设资助项目(2023KXJ-169); 国家自然科学基金资助项目(52374411)