Моделирование процесса растворения железа Fe₃O₄ в кислотной среде

Изучение закономерностей растворения металлов группы железа имеет практическое значение при решении актуальных вопросов, связанных с оптимизацией технологических процессов выщелачивания и обогащения железооксидных руд, коррозией стальных изделий, травлением поверхностных оксидов, размерной обработкой сплавов железа. Существующие представления о механизмах растворения в значительной степени являются гипотетичными и требуют экспериментального подтверждения, а имеющиеся публикации недостаточно изучены. Приведены результаты исследования механизма растворения оксида Fe₃O₄ в кислотной среде. Рассчитаны кинетические параметры (удельная скорость растворения, порядок реакции по иону Н⁺). Установлена зависимость состава образующихся адсорбционных комплексов железа от концентрации H₂SO₄. Моделированием процесса показано влияние на кинетику растворения гидроксо- и сульфатокомплексов железа. Полученные данные могут быть учтены при изучении кинетических характеристик металлов группы железа и использованы в практических приложениях для оптимизации процессов, связанных с растворением железа в кислотных средах.

The study of the regularities of dissolution of iron group metals is practically significant in solving topical issues related to the optimization of technological processes of leaching and enrichment of iron-oxide ores, with corrosion of steel products, etching of surface oxides, dimensional processing of iron alloys. Existing ideas about the mechanisms of dissolution are largely hypothetical and require experimental confirmation, and the available publications are not sufficiently studied in detail. The paper presents the results of investigation of the mechanism of dissolution of Fe₃O₄ oxide in an acidic environment. Kinetic parameters (specific dissolution rate, reaction order for the H⁺-ion) were calculated. The dependence of the composition of formed iron adsorption complexes on the concentration of H₂SO₄ is established. Modeling of the process shows the effect on the kinetics of dissolution of iron hydroxo - and sulfate-complexes. The obtained data can be taken into account when studying the kinetic characteristics of iron group metals and used in practical applications to optimize processes related to the dissolution of iron in acidic environments.