综述：废硫酸亚铁在矿物和工业固废中回收有价金属元素的应用：以废治废策略

这篇综述系统阐述了废硫酸亚铁（FeSO4，FS）在低品位矿石和工业固废（如尾矿、冶炼渣）中高效回收有价金属的创新工艺。通过热分解产生的SO2实现硫酸化焙烧（sulfation roasting），该技术兼具高金属回收率（如Li、Mn、Co）、低能耗和环境友好性，完美契合“以废治废（waste-treat-waste）”的循环经济模式，为资源可持续利用提供新思路。

　　

物理和化学性质
废硫酸亚铁（FS）作为钢铁酸洗和钛白粉工业的副产品，主要成分为蓝绿色FeSO₄·7H₂O晶体。其热分解行为（500°C以上释放SO₂）是硫酸化焙烧的核心驱动力。钛白粉工艺产生的FS杂质较多（含Ti、Al等），而钢铁酸洗FS纯度更高，但两者均面临堆积污染问题——中国每年钛白粉行业即产生超1000万吨FS废料。

应用场景
FS焙烧技术已成功用于从锂辉石、红土镍矿、钴渣等矿物中提取Li、Ni、Co等关键电池金属。例如：

• 锂辉石提锂：FS分解产生的SO₃与β-锂辉石（β-LiAlSi₂O₆）反应生成可溶性Li₂SO₄，锂回收率超90%；
• 赤泥处理：FS将赤泥中的Al₂O₃转化为Al₂(SO₄)₃，铝浸出率达85%，同时固化有害重金属。

作用机制
FS焙烧包含三阶段反应：

1. 固-固反应：FS与矿物颗粒直接接触生成中间产物；
2. 气-固主导：FS热解产生SO₂/SO₃气体扩散至矿物孔隙，引发选择性硫酸化；
3. 还原氛围：Fe²⁺还原高价金属（如Fe³⁺→Fe²⁺），提升反应效率。

环境效益
相比传统火法/湿法冶金（能耗高、产生酸性废水），FS技术可降低40%能耗，且副产物为惰性铁氧化物。每吨钛白粉废FS处理可减少1.2吨CO₂排放，实现“废物-资源”闭环。

挑战与展望
当前瓶颈在于硫利用率低（约65%）和SO₂逸散控制。未来需开发FS-矿物混合优化模型，并探索微波辅助焙烧等强化传质技术。该技术有望拓展至电子废弃物（如电路板）中的贵金属回收，推动循环经济跨越式发展。