針鐵礦貓眼

主要價值

有的可用于磨制成具貓眼效應(yīng)的蛋弧形寶石，但罕見。 2100433B

針鐵礦是含水氧化鐵的主要礦物之一，一般稱為α 型一水氧化鐵，其組成為α－Fe₂O_3·H₂O或 α－FeOOH。針鐵礦法除鐵是使溶液中的Fe³ 形成與天然針鐵礦在結(jié)晶和化學(xué)成分上相同的化合物沉淀，反應(yīng)式為：

Fe³ 2H₂O——FeOOH 3H

在酸度不高、溫度不高于140℃ 條件下，根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)，F(xiàn)e³ 的水解產(chǎn)物應(yīng)是針鐵礦而不是膠狀氫氧化鐵，但當(dāng)溶液中pH較大、同時Fe³ 濃度較高時，水解產(chǎn)物大多是或都是不易過濾的膠狀氫氧化鐵。因此，為了避免在針鐵礦法除鐵過程中產(chǎn)生膠體Fe(OH)₃，必須嚴(yán)格控制溶液的pH和Fe³ 濃度。

實(shí)際上，針鐵礦法除鐵主要是兩條途徑，即部分水解法和還原－氧化法。

部分水解法是將含F(xiàn)e³ 的溶液緩慢而均勻地加入到具備水解條件的溶液中，加入速度要不大于Fe³ 的水解速度，使鐵以針鐵礦形成沉淀。

還原－氧化法則是先將Fe³ 還原成Fe² ，然后在水解條件下再將Fe² 緩慢氧化為Fe³ ，為了控制溶液中 Fe³ 的濃度，氧化速度不能大于其水解速度。實(shí)際反應(yīng)為：

Fe² 1/2O₂ 3H₂O——2FeOOH 4H

由于針鐵礦沉淀形成的同時伴隨著酸度的提高，因而無論是部分水解法還是還原－氧化法，都必須加入堿性物質(zhì)中和，以控制pH的變化。

在20 世紀(jì)70 年代澳大利亞電鋅公司(Electrolytic Zine)研究出了一種新的針鐵礦法，簡稱EZ法，并且用于工業(yè)生產(chǎn)種。這種方法是將濃Fe³ 的溶液與中和劑一起均勻地加入到加熱且強(qiáng)烈攪拌的沉鐵槽中，F(xiàn)e³ 的加入速度等于針鐵礦沉鐵速度，因此溶液中Fe³ 的濃度低,，所以得到的鐵渣組成為Fe₂O_3·0.64H₂O.0.2SO₃，被稱為類針鐵礦。

針鐵礦法沉鐵的優(yōu)點(diǎn)有：1.鐵沉淀完全,溶液最后含F(xiàn)e³ 低于1g/L；2.鐵渣為晶體結(jié)構(gòu)，過濾性能好；3.沉鐵的同時，可有效地除去砷、銻、鍺,并可除去溶液中大部分(60%~80%)氧。

針鐵礦法沉鐵的缺點(diǎn)有：1.EZ 法中和酸需要較多的中和劑；2鐵礦含有一些水溶性陽離子和陰離子(即12%SO₄^2-或6%Cl ^-)，有可能在渣堆存時滲漏而污染環(huán)境；3.對沉鐵過程PH 的控制要比黃鉀鐵礬法嚴(yán)格。2100433B

針鐵礦是在20世紀(jì)60年代由比利時老山公司（Vieille Mentagne）研究成功，簡稱VM法。

Fe³ 的沉淀過程受溫度影響。低溫下，控制一定的pH可生成Fe（OH）₃沉淀，當(dāng)溫度升高到90攝氏度以上時，控制一定的pH可生成FeOOH（針鐵礦），當(dāng)溫度升高到150攝氏度時，可生成Fe₂O₃(赤鐵礦）。

在較低酸度(pH=3~5)、低Fe³ 濃度(低于1g/L)和較高溫(80~100%C)的條件下，浸出液中的鐵可以呈穩(wěn)定的化合物針鐵礦(Fe₂O₃·H₂O或a-FeOOH)析出。如果從含F(xiàn)e³ 濃度高的浸出液中以針鐵礦的形式沉鐵,首先要將溶液中的Fe³ 用SO₂或ZnS還原成Fe² ，然后加ZnO調(diào)節(jié)PH 至3~5，再用空氣緩慢氧化，使其以針鐵礦的形式析出。:

VM法包括Fe³ 的還原和Fe² 的氧化兩個關(guān)鍵作業(yè)，沉鐵率可達(dá)90%。即把含F(xiàn)e³ 的溶液用過量15%~20%的鋅精礦在80~90^C下還原成Fe² 狀態(tài)，其反應(yīng)為

2Fe³ 十ZnS=Zn² 十2Fe² 十S⁰

其還原率達(dá)90%以上,隨后在80~90"C以及相應(yīng)Fe² 狀態(tài)下中和PH 為2~3.5，用空氣氧化沉鐵，主要反應(yīng)為

2 Fe² 十0.5O₂ 十H₂O 十2ZnO-=2FeOOH 十2Zn²

沉鐵總反應(yīng)為

2FeSO₄ 0.5O₂ 十2ZnO H₂O--2FeOOH 十2ZnSO₄

針鐵礦沉鐵技術(shù)條件為:85~90^C,pH3.5~4.5，分散空氣，添加晶種,Fe³ 初始濃度1~2g/L，3~4h。2100433B