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摘要：传统湿法炼锌工艺中会产生性质稳定、难以溶出的铁酸锌,导致铁锌分离困难。铁酸锌与磁铁矿均为稳定的尖晶石结构,将铁酸锌还原转化为氧化锌和磁铁矿,可从铁酸锌中分离出锌,同时铁稳定在尖晶石结构中不被溶出。本文首先进行了铁酸锌的还原热力学分析,再采用合成铁酸锌开展了选择性还原反应动力学的研究。开展了铁酸锌的选择性还原反应过程机制的研究,采用TG、XPS及XRD查明还原过程中失重分解特征、离子迁移行为、物相转变过程和产物层形貌变化,揭示了铁酸锌还原分解为氧化锌和磁铁矿的历程。并以高铁锌焙砂为处理对象,采用单因素实验考察了CO/CO2弱还原性气氛下铁酸锌选择性还原为氧化锌和磁铁矿的焙烧条件,再通过硫酸浸出分离锌铁。取得以下研究结论：通过热力学分析得出焙烧工艺关键在于控制CO/(CO+CO2),750℃下CO/(CO+CO2)应控制在2.68%～36.18%之间。通过等温动力学研究表明铁酸锌的选择性还原过程可用收缩未反应核模型来描述,反应的动力学方程为1-(1-α)1/3=0.667925exp(-35817/RT),反应活化能为35.817kJ/mol。反应属于化学反应控制,升高温度有利于提高反应速率和还原度,CO浓度低会使反应速率低而还原度不够,CO/(CO+CO2)对还原速率无较大影响,但超过40%会使磁铁矿过还原。铁酸锌的还原过程研究表明,还原反应是由失氧引起的,反应趋近平衡时,失重量低于理论失重量；还原产生的亚铁使铁酸锌选择性分解产生氧化锌,氧化锌含量与亚铁含量线性相关,线性关系为WZnO=2.8014WFe2++0.32113。亚铁离子向尖晶石内部迁移替代出锌离子,锌离子则向外部迁移并富集于表面,锌的过饱和使氧化锌在表面形成。尖晶石则由亚铁取代而逐步从铁酸锌转变为磁铁矿,亚铁离子的嵌入和锌的迁出使晶胞参数先增大后减小,还原产物为氧化锌和含锌磁铁矿。产物层中氧化锌和磁铁矿相互夹杂,并包裹着未反应铁酸锌核。以可溶性锌和亚铁的含量作为焙烧评价指标,得出最佳焙烧条件为：焙烧温度750℃C,焙烧时间60min,CO浓度8%,CO/(CO+CO2)气氛比例20%,此条件下可溶锌率由原焙砂中的79.64%提高到91.75%；以铁锌浸出率为考察指标,得出最佳浸出条件为：常温浸出,浸出时间30min,浸出酸度90g/L,液固比10：1,此条件下锌铁浸出率分别为91.8%和7.17%。图49幅,表8个,参考文献109篇。