ABSTRACT
Iron is a harmful constituent in zinc hydrometallurgy solution owing to the negative effects on the current efficiency and the quality of cathode zinc, and should be deeply removed before zinc electrowinning. The thermodynamics and kinetics for ozone precipitation of Fe2+ from ZnSO4 solution is presented. In thermodynamics the Gibbs free energy for possible precipitation reactions is calculated, and the potential-pH diagrams for Fe–H2O and Zn–H2O systems are presented. The results show that the oxidation of Fe2+ using O3 to form FeOOH at 298∼373 K prevails spontaneously. Meanwhile, the effect of O3 flow rate (Qozone) on the kinetics of Fe removal and the performance of precipitates is studied. The reaction fits better on the pseudo-first order kinetics and follows a 1.899 order rate with respect to Qozone. The rate constant kobs increases from 0.0084 to 0.045 min−1 with Qozone increasing from 4.08 to 10.3 g/h. The obtained precipitates are comprised of FeOOH and ZnSO4·H2O, and have good filterability. Ozonation precipitation can be used as an efficient method for deep removal of Fe.
Le fer est un constituant nocif dans la solution d’hydrométallurgie du zinc en raison des effets négatifs sur l’efficacité du courant et la qualité du zinc cathodique, et devrait être éliminé en profondeur avant l’électro-obtention du zinc. On présente la thermodynamique et la cinétique de la précipitation à l’ozone de Fe2+ à partir d’une solution de ZnSO4. En thermodynamique, on calcule l’énergie libre de Gibbs pour les réactions possibles de précipitation et l’on présente les diagrammes potentiel-pH pour les systèmes de Fe–H2O et Zn–H2O. Les résultats montrent que l’oydation de Fe2+ en utilisant O3 pour former FeOOH à 298∼373 K prédomine spontanement. Entre-temps, on étudie l’effet du débit d’O3 (Qozone) sur la cinétique d’élimination de Fe et la performance des précipités. La réaction s’ajuste mieux à la cinétique de pseudo premier ordre et suit une constante de vitesse de 1.899 par rapport à Qozone. La constante de vitesse kobs passe de 0.0084 à 0.045 min−1 avec Qozone passant de 4.08 à 10.3 g/h. Les précipités obtenus sont compris de FeOOH et ZnSO4·H2O, et ont une bonne filtrabilité. La précipitation par ozonation peut être utilisée comme méthode efficace pour l’élimination en profondeur de Fe.
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