低温中和-加压酸浸提取煤矸石中铝铁

李浩林，曾德恢，郑光亚，夏举佩

（昆明理工大学化学工程学院，云南昆明 650500）

煤矸石是煤炭开采、掘进、洗选、加工过程中产生的一种工业固体废弃物[1]。我国是煤炭生产和消费大国，每年煤矸石排放量占煤炭产量的10%～25%，年排放量超8 亿吨。统计显示，我国煤矸石储量高达50 亿吨以上，现存煤矸石堆存山1900 余座[2-3]。然而目前我国煤矸石处理主要以堆存为主，大量煤矸石山的存在不仅占用大量土地资源、污染环境，而且浪费煤矸石伴生的大量矿产资源，以SiO2和Al2O3为主，其次是Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、K2O、Na2O 和多种稀有元素[4-5]。

近年来，煤矸石综合利用在国内外得到了高速发展，因各国政策、煤矸石组成和地域条件不同，其利用方式也有差异，多数体现在煤矸石用作建材方面，如煤矸石生产免烧砖、耐火材料、水泥和陶瓷等，但这些开发与应用都无法满足煤矸石中矿物元素的高附加值利用[6-10]。在这方面，煤矸石中多金属元素提取研究已刻不容缓，其通常被认为是提取硅铝的潜在资源[11-12]。我国贵州省六盘水地区煤矸石除富含硅铝资源外，还具有高铁高钛的特点，在提取利用硅铝资源的同时，可综合回收铁钛资源，具有十分重要的工业意义[13]。目前，对该地区煤矸石多金属元素提取已有研究。刘成龙等[14-16]采用酸法工艺对煤矸石中多金属元素提取做了相关研究，结果表明，各组分反应活性存在差异，浸出有序，酸溶物与酸不溶物分离高效，硅资源富集于酸渣中，但酸浸液组成复杂，不利于后续产品分离。郑光亚等[17]采用低温酸浸工艺研究了煤矸石中铁、钙、镁的溶出情况，结果表明，在低温低酸量情况下以碳酸盐形式存在的矿物反应活性好，容易浸出，但低温中和时铝浸出率极低，造成了资源浪费。综上，采用酸法提取煤矸石中多金属元素时普遍存在酸耗量大、酸利用率低和产品分离提纯困难等问题。因此，以煤矸石物相组成和化学组成分析为基础，利用各组分的化学反应活性差异，研究煤矸石中多金属提取工艺，在降低酸耗、提升酸利用率的基础上实现铝和硅的高效分离，同时综合回收铁钛资源，对煤矸石高值化利用具有重大意义。

本文以煤矸石物相组成及化学组成分析为实验基础，首次探索了一种低温中和-加压酸浸的新工艺，详细研究了两步浸出过程的不同工艺条件对铝铁浸出率的影响；借助XRD、FTIR 和SEM 表征手段，分析了两步浸出过程中煤矸石及浸出渣的物相组成变化、官能团组成变化及微观形貌变化，以期得到煤矸石溶解过程中铝铁的浸出机理。为煤矸石工业化提取铝铁时选择操作条件、调整工艺数据提供理论依据和技术支撑，同时也为其他煤矸石资源化利用提供借鉴作用。

1 实验

1.1 实验原料和设备

本研究所用煤矸石原料取自贵州盘州某中试项目，经105℃烘干、破碎、球磨，过100 目标准筛，密封装袋备用。煤矸石化学组成分析结果见表1。

表1 煤矸石化学组成

由表1可知，煤矸石中与硫酸发生化学反应的成分为TiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O 和Na2O。发生的化学反应见式(1)～式(7)。

由式(1)～式(7)可知，煤矸石的理论耗酸可按照式(8)计算。

式中，m1为原料煤矸石质量，g；w1～w7分别为煤矸石中TiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O和Na2O 的质量分数。由式(8)计算可得1000g 煤矸石理论酸耗为1000g。

煤矸石XRD 谱图分析如图1 所示。由图1 可知，煤矸石中既含有较强的晶体衍射峰，也含有相对平缓的非晶相谱线，主要有菱铁矿（FeCO3）、方解石（CaCO3）和菱镁矿（MgCO3）等碳酸盐矿物及高岭石[Al2Si2O5(OH)4]、石英（SiO2）、赤铁矿（Fe2O3）、锐钛矿（TiO2）等晶相矿物，其中在2θ为20°～25°区间出现了较宽的衍射峰，说明原料中还含有玻璃相晶体。煤矸石中铝主要存在于高岭石中，铁主要存在于赤铁矿和菱铁矿中，其中高岭石和赤铁矿的晶格能较大，在低温中和时不易溶出。

图1 煤矸石的XRD谱图

实验所用硫酸、盐酸、氢氧化钠、氨水、EDTA、二甲酚橙、氟化铵均为分析纯，天津市风船化学试剂科技有限公司生产。

主要设备为淄博森宇化工设备有限公司生产的K-10L型搪玻璃反应釜。

1.2 实验原理

由煤矸石XRD 谱图分析可知，煤矸石中含有菱铁矿（FeCO3）、方解石（CaCO3） 和菱镁矿（MgCO3）等碳酸盐矿物。利用HSC Chemistry 软件对三种矿物与硫酸反应过程进行热力学分析，结果如表2所示。由表2可知，0℃时菱铁矿、方解石和菱镁矿与硫酸的反应过程吉布斯自由能和反应焓均小于零，表明反应能够自发进行，反应放出的热量也能促进反应正向进行，说明低温下煤矸石中的碳酸盐矿物与硫酸的反应活性非常好，在低温下便可除去，而高岭石和赤铁矿等矿物晶格能较大，需在高温下才能大量溶出。故设计实验方案：煤矸石先经中和反应除去碳酸盐，然后以中和渣为原料，以煤矸石理论酸耗为基础进行加压酸浸，最后用酸浸液循环中和新鲜煤矸石。低温中和不仅可以除去碳酸盐，防止因反应剧烈而发生溢锅现象，提高实验操作安全性，而且可以保证加压酸浸时的有效酸浓度，实现铝铁高效溶出，酸浸液循环中和能降低铝铁提取液中的游离酸量，达到增大酸利用率和提高铝铁浓度的目的。实验流程如图2所示。

图2 低温中和-加压酸浸工艺流程

1.3 试验方法

（1）低温中和 取1000g煤矸石与质量分数为4%的硫酸溶液按液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g 计）在室温下于搪玻璃反应釜内进行反应。由参考文献[17]可知，碳酸盐类矿物中碳酸镁溶出最为困难，故以氧化镁浸出率为指标，当氧化镁不再浸出时，增加酸量继续进行试验，以此类推，直到增加酸量后氧化镁浸出率不再增加为止，便可得到碳酸盐完全反应的最低酸耗值。以此为实验基础，取1000g煤矸石，缓慢加入碳酸盐完全反应所需的硫酸溶液，在室温下搅拌进行中和反应，反应结束后过滤，将中和渣洗至pH=3.0，于105℃恒温干燥箱中烘干4h，分析中和渣物相组成及化学组成。

表2 0℃时煤矸石中碳酸盐与硫酸反应过程热力学分析

（2）加压酸浸 由参考文献[14]可知，高温酸浸反应时，含铝高岭石矿物晶格能最大，溶出最为困难。故以氧化铝浸出率为指标，以上述最优工艺得到的中和渣为加压酸浸反应的原料，以煤矸石理论酸耗为基础于搪玻璃反应釜内进行加压酸浸反应，待温度达到设定温度后开始计时，在不同的反应时间后停止搅拌与加热，结束反应，放出料浆过滤，将酸浸渣洗至pH=3.0，于105℃恒温干燥箱烘干4h，分析酸浸渣物相组成及化学组成。

（3）酸浸液循环中和 取1000g新鲜煤矸石中和上述酸浸液，在低温中和的最优工艺条件下进行循环中和反应，反应结束后过滤，分析循环中和液中铝铁含量。

1.4 分析与表征

本研究分析方法参照GB/T 1574—2007《煤灰成分分析方法》。以金属氧化物浸出率R为主要指标，按照式(9)计算。

式中，R为金属氧化物浸出率，%；m1和m2分别为浸出渣的质量，g；w1和w2分别为原料和浸出渣中金属氧化物的质量分数，%。

本实验借助XRD、FTIR 和SEM 等表征手段系统研究了原料及浸出渣的物相组成、官能团组成及微观形貌结构。

2 结果与讨论

2.1 低温中和过程工艺优化

2.1.1 酸耗量对铁、铝、镁氧化物浸出率的影响

图3 氧化铁、氧化铝、氧化镁浸出率随硫酸加入量的变化情况

取1000g煤矸石，在室温下进行中和实验，探究了碳酸盐完全反应的最低酸耗值。其中氧化铁、氧化铝、氧化镁浸出率随硫酸加入量的变化情况如图3所示。由图3可知，随着硫酸逐渐增加，氧化铝浸出率基本不变；氧化镁和氧化铁浸出率呈增大趋势，当硫酸加入量大于200g 时，氧化镁和氧化铁浸出率保持不变。这是因为，原料中含铝矿物主要为高岭石，晶格能大，反应活性差，温度是其浸出的主要影响因素[18-19]。常温下，碳酸镁和碳酸亚铁都能与硫酸溶液剧烈反应，浸出过程主要受H+传质影响，故反应初期氧化镁和氧化铁浸出率瞬间增大，随着实验进行，碳酸盐类矿物逐渐减少，反应变缓。为使碳酸盐类矿物完全除去，防止反应过程溢锅，同时保证加压酸浸过程的有效酸量最高，选择低温中和最低酸耗值200g（20%理论酸耗）作为实验基础，探究中和较优浸出时间和液固比。

2.1.2 浸出时间对铁、铝氧化物浸出率的影响

取1000g煤矸石，在室温、酸耗量200g、液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g计）条件下，探究了浸出时间对氧化铁、氧化铝浸出率的影响，结果如图4所示。由图4可知，随着浸出时间的延长，氧化铁和氧化铝浸出率都呈增大趋势，其中浸出时间在90min以内时，氧化铁浸出率急剧增加，说明在此期间碳酸亚铁已大量溶出；氧化铝浸出率变化不大，稍有增长，这可能是少部分非晶相含铝矿物溶出导致的。反应进行到120min 时，氧化铁和氧化铝浸出率都基本保持不变，这是因为此时碳酸盐和反应体系中的酸已完全反应，因此选择低温中和的较优浸出时间为120min。

2.1.3 液固比对铁、铝氧化物浸出率的影响

取1000g煤矸石，在室温、酸耗量200g、浸出时间120min 条件下，探究了液固比（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g 计）对氧化铁、氧化铝浸出率的影响，结果如图5所示。由图5可知，液固比对氧化铝浸出率没有明显影响；随着液固比从2.0增加到3.0，氧化铁浸出率呈增大趋势。随着液固比增加，反应体系料液黏度降低减小传质阻力，氧化铁浸出率增加；保持酸用量不变，酸浓度与液固比呈反比变化，当液固比大于3.0 时，继续增大液固比会导致H+浓度减小，活度降低[18-21]，反应速率降低，导致氧化铁浸出率减小，因此选择低温中和的较优液固比为3∶1。

图4 氧化铁、氧化铝浸出率随浸出时间的变化情况

图5 氧化铁、氧化铝浸出率随液固比的变化情况

对低温中和最优条件，即室温、酸耗量200g、浸出时间120min、液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g 计）条件制得的中和渣进行化学组成分析，结果表明，煤矸石经低温中和反应后氧化铁、氧化钙、氧化镁大量溶出，其中氧化铁质量分数从12.38%降低至7.73%，氧化钙质量分数从2.92%降低至1.94%，氧化镁质量分数从2.06%降低至1.26%，同时该过程伴有少量氧化铝的溶出。

2.2 加压酸浸过程工艺优化

煤矸石经中和反应后碳酸盐得到了有效脱除，为保证加压酸浸过程的有效酸量和酸浸液循环中和时酸利用率达到最高值，根据前期试验探索，以中和反应最优条件，即常温、酸耗量200g、浸出时间120min、液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g 计）条件制得的中和渣作为加压酸浸反应的实验原料，以煤矸石理论酸耗为实验基础，探究了浸出时间、浸出温度、液固比对氧化铁、氧化铝浸出率的影响。

2.2.1 浸出时间对铁、铝氧化物浸出率的影响

在酸耗量1000g、浸出温度150℃、浸出压力0.38MPa、液固比3.5∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g计）条件下，探究了浸出时间对氧化铁、氧化铝浸出率的影响，结果如图6所示。由图6可知，随着浸出时间延长，氧化铁浸出率基本保持不变，均在90%以上。氧化铝浸出率随浸出时间延长而增大，在120min 以内急剧增加，由70.58%增至95.08%，继续延长浸出时间氧化铝浸出率基本保持不变。这是因为液固反应主要受扩散控制和化学反应控制，随着浸出时间延长，溶液中H+不断扩散至未反应核内，将硅铝酸盐包裹着的铝浸出，当反应进行到120min 后，绝大部分的氧化铝被浸出且浸出率基本保持不变，因此选择加压浸出的较优浸出时间为120min。

图6 氧化铁、氧化铝浸出率随浸出时间的变化情况

2.2.2 浸出温度对铁、铝氧化物浸出率的影响

图7 氧化铁、氧化铝浸出率随浸出温度的变化情况

在酸耗量1000g、浸出时间120min、液固比3.5∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g计）条件下，探究了浸出温度对氧化铁、氧化铝浸出率的影响，结果如图7所示。由图7可知，在浸出温度相对较低时氧化铁的浸出率便可达到较高的值，随着浸出温度升高，氧化铁浸出率也缓慢增加最终趋于平稳。随着浸出温度从120℃升高到160℃，氧化铝浸出率从75.12%增加到95.17%，增加趋势较氧化铁更剧烈。从动力学角度考虑[22-24]，随着浸出温度升高反应体系压力也增大，浸出时料液温度较常压浸出时沸点更高，硫酸溶液不断浸入未反应核内，有利于反应分子的扩散和化学反应的进行。同时浸出温度升高时，硫酸铝的溶解性也不断增大[25]，有利于硫酸铝快速分散在溶液中，使硫酸溶液与煤矸石原料接触更充分，提高氧化铝的浸出率。当浸出温度升到150℃后，氧化铝浸出率基本保持不变，因此选择加压浸出的较优浸出温度为150℃。

2.2.3 液固比对铁、铝氧化物浸出率的影响

在酸耗量1000g、浸出时间120min、浸出温度150℃、浸出压力0.38MPa 条件下，探究了液固比（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g 计）对氧化铁、氧化铝浸出率的影响，结果如图8所示。由图8可知，液固比对氧化铁浸出率没有明显影响，随着液固比从2.0 增加到3.5，氧化铝浸出率呈增大趋势。随着液固比增加，反应体系物料密度逐渐减小，料液黏度降低，反应物表面生成的硫酸铝能迅速扩散至溶液中，使得硫酸溶液与未反应核充分接触，维持反应持续进行，增大氧化铝的浸出率；保持酸用量不变，当液固比大于3.5 时会导致H+浓度减小，反应推动力减小，导致氧化铝浸出率降低，同时液固比太大也会增加后续铝铁提取液浓缩时的能耗，因此选择加压酸浸的较优液固比为3.5∶1。

图8 氧化铁、氧化铝浸出率随液固比的变化情况

对加压酸浸最优工艺条件，即酸耗量1000g、浸出温度150℃、浸出压力0.38MPa、浸出时间120min、液固比3.5∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g 计）条件下得到的酸浸渣灰分进行了化学组成分析，其中SiO2和TiO2质量分数分别为90.2%、9.18%，根据物料平衡计算可得，在此条件下氧化铝浸出率达到95.77%，氧化铁浸出率达到了98.37%，实现了铝铁与硅钛的选择性分离和高浸出率目标。

2.3 酸浸液循环中和

以加压酸浸最优条件，即酸耗量1000g、浸出温度150℃、浸出时间120min、液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g 计）条件下制得的酸浸液作为循环中和的实验原料。加入1000g新鲜煤矸石，于常温下反应120min 得到的循环中和液为最终铝铁提取液，此时氧化铁和氧化铝浸出率分别为38.72%和5.33%，均未达到碳酸盐完全脱除时的浸出水平。

对铝铁提取液进行了化学组成分析，相比一步加压酸浸工艺，其氧化铝、氧化铁含量分别由45.22g/L 升至62.20g/L、31.38g/L 升至57.95g/L，有利于降低后续铝铁提取液浓缩时的能耗；酸耗量（以1000g 煤矸石计）由1300g 降至1200g，即理论酸耗由1.3 倍降至1.2 倍，残留游离酸由10.72%降至3.78%[15]，降低酸耗的同时极大地提升了酸利用率，有利于后续铝铁的分离提纯。

2.4 溶出过程机理

由煤矸石的物相组成分析可知，煤矸石中的铝铁资源主要存在于高岭石、碳酸盐和赤铁矿等矿物相中，这些矿物在硫酸溶液中的溶出过程能够直接反映铝铁的浸出情况。因此，借助XRD、FTIR 和SEM 等表征手段，研究煤矸石溶解过程中不同矿物及对应官能团组成的变化情况、煤矸石及浸出渣的微观形貌变化情况对提取煤矸石中的铝铁资源具有重要意义。

2.4.1 X射线衍射

图9(a)为固定其他工艺条件不变，低温中和过程不同浸出时间下中和渣的XRD谱图。分析可知，随着浸出时间延长，菱铁矿、方解石和菱镁矿的特征衍射峰有明显变化，当浸出时间进行到40min时方解石的特征衍射峰逐渐消失；当浸出时间进行到80min时，菱铁矿的特征峰逐渐消失；当浸出时间进行到120min 时，中和渣的物相分析中已经观察不到菱镁矿的特征衍射峰，说明在低温中和结束时碳酸盐矿物已完全脱除。而随着浸出时间延长，锐钛矿、高岭石和赤铁矿的特征衍射峰却稍有加强，这是因为中和反应条件不足以达到锐钛矿、高岭石和赤铁矿的反应动力学，所以随着其他矿物溶出，这些物相的特征衍射峰就有了相对加强的趋势。结合实验结果可知，随着浸出时间延长，氧化铁浸出率增加明显，而氧化铝浸出率变化不大。

图9 原料及浸出渣XRD谱图

图9(b)为固定其他工艺条件不变，加压酸浸过程不同浸出温度下酸浸渣的XRD谱图。分析可知，随着浸出温度升高，高岭石和赤铁矿的特征衍射峰有明显变化。当浸出温度升到130℃时，赤铁矿的特征衍射峰明显减弱；当浸出温度升到140℃时，赤铁矿的特征衍射峰逐渐消失，部分高岭石特征衍射峰也明显减弱；当浸出温度升到150℃时，酸浸渣中基本观察不到高岭石的特征衍射峰，只发现了石英和二氧化钛的特征衍射峰，说明加压酸浸过程中赤铁矿先于高岭石溶解。结合实验结果可知，随着浸出温度升高，氧化铝浸出率增加明显，氧化铁浸出率相对变化不大，表明加压酸浸实现了铝铁与硅钛的选择性分离及硅钛在酸浸渣中的高效富集。

为研究酸浸液循环中和过程机理，循环中和渣不洗涤直接干燥后进行XRD分析，结果如图9(c)所示。分析可知，中和渣中依旧能观察到菱铁矿、方解石和菱镁矿的特征衍射峰。这是因为在2θ=21.73°处发现了十八水硫酸铝的特征衍射峰，在2θ=35.18°处发现了硫酸钙的特征衍射峰[26-27]，这些物质的存在不仅会抑制化学反应正向进行，而且生成的硫酸钙也会团聚在未反应核表面，阻碍反应体系中H+的传质扩散，从而导致酸浸液循环中和时无法除净碳酸盐。

2.4.2 傅里叶红外光谱

图10 为煤矸石、两步最优条件下制得的中和渣、酸浸渣及未洗涤的循环中和渣的红外光谱图。分析可知，1430cm-1处为CO2-3吸收峰，原料经低温中和反应后，该处峰消失，碳酸盐吸收带丧失，说明低温中和过程中碳酸盐易反应被除去。3695cm-1和3621cm-1处为高岭石中—OH 振动吸收峰，913cm-1处为Al—O—H 形成的振动吸收峰，694cm-1和536cm-1处为Si—O—Al 的弯曲振动吸收峰。原料经低温中和反应后，这些峰强度基本不变，中和渣经加压酸浸反应后，这些峰基本消失，说明含铝矿物高岭石主要在加压酸浸过程中溶出。1637cm-1和1033cm-1处为Si—O—Si 不对称伸缩振动吸收峰，797cm-1和471cm-1处为Si—O 的对称伸缩振动和弯曲振动吸收峰，原料经低温中和反应后，这些峰稍有加强，中和渣经加压酸浸反应后，这些峰均变得更加清晰和陡峭，说明两步酸浸都伴有SiO2的富集，最终酸浸渣中以二氧化硅为主。为探究循环中和过程可能发生的官能团变化，循环中和渣不洗涤直接干燥后进行红外分析，在3385cm-1处为十八水硫酸铝引入的—OH吸收峰，600cm-1处可能为Al—OH 的弯曲振动吸收峰和SO2-4的吸收峰，在1430cm-1处发现了较弱的CO2-3吸收峰，与图9(c)的分析结果一致，表明酸浸液中存在的硫酸盐会抑制化学反应的正向进行，从而降低氧化铁、氧化铝浸出率，导致碳酸盐无法除净，可在循环中和前对酸浸液进行冷却析晶或补加硫酸解决该问题[28-33]。

图10 煤矸石、中和渣、酸浸渣和未洗涤的循环中和渣的红外谱图

2.4.3 扫描电镜

图11 原料及浸出渣SEM谱图

图11(a)～(c)为分别为煤矸石、中和最优条件下制得的中和渣、加压酸浸最优条件下制得的酸浸渣的SEM 谱图。由图11(a)可知，煤矸石表观形貌不规则，表面凹凸不平，存在大量的缺陷，颗粒之间存在间隙且相对比较分散，为后续低温中和反应提供了有力的条件。由图11(b)可知，煤矸石经低温中和反应得到的中和渣微观形貌较原料发生了明显变化。由上文原料及各浸出渣的XRD、FTIR 分析结果可知，这是因为低温中和过程伴有碳酸盐大量溶出，中和渣的主要矿物为晶格能较大的高岭土、赤铁矿和锐钛矿，它们之间呈断裂、微孔状态[17]导致中和渣表面更加凹凸不平，分散无序，有利于后续加压酸浸反应。由图11(c)可知，中和渣经加压酸浸反应得到的酸浸渣中基本没有针状形貌物质，表明加压酸浸后，中和渣中晶格能大、结构稳定的铝硅酸盐（高岭石）和赤铁矿已大量溶出，与氧化铁、氧化铝的高浸出率吻合。此外，酸浸渣表面依旧凹凸不平存在大量缺陷，颗粒之间也存在间隙且相对分散，表明酸浸渣表面并没有形成致密物，这为后续硅钛资源的直接利用提供了非常有利的条件。

3 结论

（1）实验确定了除去碳酸盐的最低酸耗为理论酸耗量的20%，室温下，中和最优工艺条件为浸出时间120min、液固比3∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g计）。此时铝浸出率为8.14%，铁浸出率为43.77%。中和渣以煤矸石理论酸耗为基础进行加压酸浸反应，最优工艺条件为浸出时间120min、浸出温度150℃、液固比3.5∶1（硫酸溶液与固体的质量比，以g/g 计）。此时铝浸出率为95.77%，铁浸出率为98.37%，酸浸渣灰分中硅钛氧化物质量分数分别为90.2%和9.18%，实现了铝铁的高效溶出与硅钛的高效富集。

（2）实验相比一步加压酸浸工艺，酸耗从理论酸耗1.3倍降至1.2倍，铝铁提取液中氧化铝、氧化铁含量分别从45.22g/L 升至62.20g/L、31.38g/L 升至57.95g/L，游离酸量从10.72%降至3.78%，为后续铝铁分离提供了有利条件。

（3）通过对煤矸石溶出过程进行机理分析，发现中和过程碳酸盐矿物溶出顺序为：方解石>菱铁矿>菱镁矿。加压酸浸过程赤铁矿比高岭石更易溶出，循环中和时，酸浸液中的硫酸盐会抑制反应正向进行，可在循环中和前对其进行冷却析晶或补加硫酸解决问题。