铁是含锌原料的主要杂质元素之一。无论以何种原料提取金属锌,铁的分离都是一个不可避开的过程。现有的除铁方法中,赤铁矿法是最有潜力成为无废渣除铁的技术。次氧化锌粉酸浸-萃取-中和后液具有高浓度K+、Na+的特点,如何控制除铁过程中铁矾的生成和转化,使溶液中的铁最终以赤铁矿形式沉淀是高钾钠溶液赤铁矿法除铁的难题,也是现行二次锌资源的火法-湿法联合处理工艺生产亟待解决的难题。采用热力学和量子化学分析铁矾相转化规律,对各控制条件下赤铁矿法除铁过程中钾、钠的行为开展系统的研究,为得到高钾钠溶液除铁的最佳工艺条件提供理论依据和数据支撑。硫酸盐在固液相之间的热力学平衡是赤铁矿法高效除铁技术的瓶颈问题,但高温封闭体系中溶解度实验测量困难。采用热力学模型对硫酸盐体系的溶解度进行研究,为获得高温条件下硫酸盐的溶解度相图提供一种可供选择的方法。具体研究工作及研究结果概括如下:（1）在实际溶液体系中,分别研究了温度、搅拌转速、晶种用量对高钾钠溶液赤铁矿法除铁行为的影响,并采用多元素成分、化学物相、XRD、SEM-EDS等现代分析测试手段对除铁渣和除铁后液进行表征,得到的优化技术条件如下:反应温度185°C,反应时间3h,氧分压0.4MPa,晶种添加量15g/L,搅拌转速为500rpm。在此条件下,可以获得富铁物料,其中铁含量为59%,硫含量3.22%,钾含量1.31%,钠含量0.17%,锌含量0.94%,除铁后液的铁浓度低于4.1g/L,达到目前赤铁矿法除铁的工艺标准。（2）分子动力学计算结果表明:黄钠铁矾比黄钾铁矾难生成易分解,与宏观热力学的计算结果一致;铁矾晶胞中首先分解的部分是O-H键。二价铁离子的氧化反应动力学研究表明:随着搅拌转速的提高,二价铁离子氧化速率加快,导致溶液中三价铁离子浓度升高,此时有利于铁矾的生成。搅拌转速决定除铁渣的物相组成,是实现高钾钠溶液赤铁矿法除铁技术的关键点。（3）在模拟实际溶液体系中研究发现,当除铁前液中K+单独存在且浓度大于1g/L时,除铁渣中含有大量的黄钾铁矾,导致铁渣品位降低无法资源化利用;单独引入Na+的同时给溶液中带入硫酸根离子,使得硫酸亚铁的溶解度减小,导致二价铁离子的氧化不彻底。Na+与K+浓度比若大于1:1,随着Na+浓度的增加,溶液中的Na+胞腔分子不断增多,其与铁矾阴离子胞腔分子的碰撞频率变大,使溶液中生成黄钠铁矾的概率提高,反应过程中优先生成黄钠铁矾的趋势增大并且易于转化成赤铁矿。反之,则优先生成黄钾铁矾且不易转化成赤铁矿,导致除铁渣中铁含量降低、钾和硫含量升高。当二者的比例增大至4:1及以上时,可获得渣铁含量＞55%、硫含量＜4%的赤铁矿渣和全铁浓度＜1.7g/L的除铁后液,符合赤铁矿法除铁工艺标准。除铁后液中的全铁及亚铁浓度随着除铁前液氟氯离子浓度的增加而升高,这是因为反应体系中引入氟氯离子后产生负的原盐效应导致的。（4）针对高温封闭体系的溶解度实验测量困难的问题,建立了Pitzer方程溶解度计算模型。对16种不同类型体系的20组三元系溶解度数据进行验证计算,其中涉及包含Zn2+、Mg2+、Mn2+、Cu2+的三元体系的溶解度计算。计算结果与实验值吻合较好,这也表明Pitzer方程能够用于计算赤铁矿法除铁过程溶液体系的溶解度。针对Pitzer方程经验性强且描述一个单一电解质体系需要3-4个物理意义不明确的参数的问题,探索性的将新建立的两参数e MIVM模型引入到电解质溶液的溶解度计算中。结果表明:目前建立的e MIVM计算结果的精确度由于误差累积还无法与Pitzer方程比较,因此采用后者对硫酸盐体系的溶解度进行计算。（5）高温时可使用的硫酸盐溶解度实验数据少,而Pitzer方程三元离子相互作用参数必须由一定量的实验数据拟合。针对二者之间的矛盾,提出仅采用共晶点处的溶解度数据拟合该参数的新方法,减少了所需的实验数据。通过Pitzer方程参数和溶解平衡常数与温度的经验关系式计算得到二元Fe SO4-H2O体系、Zn SO4-H2O体系、K2SO4-H2O体系和Na2SO4-H2O体系的高温溶解度相图并给出了各参数与温度的关系式,计算结果与实验值十分吻合,为后期该溶液体系中多元系的热力学计算提供必不可少的参数。通过对核心三元体系溶解度的计算,证明该三元参数的拟合方法是一种有效的计算方式,为高温多元体系下的溶解度计算提供了一种极佳的计算途径。