瓦斯泥是钢铁冶炼过程产生的固体废弃物,因含有丰富的铁、碳、锌、铅、铟等有价成分而成为一种具有重要回收利用价值的资源。以河北某地低锌瓦斯泥作为研究对象,对该瓦斯泥进行磁选除铁、浮选除碳的预处理试验研究,在此基础上采用硫酸作为浸出剂,选择性回收锌,同时利用响应曲面法优化浸出的最佳工艺条件,实现了瓦斯泥中锌铁的高效分离。从浸出动力学方面考察影响硫酸浸锌速率的因素并建立浸出速率方程,从热力学角度分析硫酸浸锌的机理及规律。瓦斯泥原料性质分析表明:该瓦斯泥全铁品位为29.45%,锌含量为8.64%,碳含量为16.63%。含锌矿物主要为红锌矿、闪锌矿、锌铁矿等,含铁矿物主要是赤铁矿、磁铁矿,同时还含有碳以及少量的镍纹石、沸石等硅酸盐矿物。对瓦斯泥原料进行了预处理试验研究,经两次磁选、一粗三精的浮选工艺流程,分选出品位为54.15%、65.49%的铁、碳精矿,同时得到了品位为13.39%,回收率为85.71%的富集锌精矿。通过对瓦斯泥的硫酸浸出试验,由试验结果可知,在硫酸浓度为0.5mol/L,液固比为6:1,搅拌速度为300r/min的最佳浸出试验条件下常温浸出30min,最终锌浸出率可以达到96.30%,铁的浸出率为7.88%。应用Design-Expert 8.0软件和BBD响应曲面设计原理,建立了硫酸浓度、液固比、反应时间及三者间交互作用对锌、铁浸出率影响的多元二次回归方程,对试验结果进行了ANOVA分析和论证。通过对浸出渣进行基础特性分析,可以发现含锌原料被很好地浸出,而铁、碳等元素则大部分被留在浸出渣中,可以推测该浸出体系对原料的浸出效果较为明显,与实际浸出试验结论相符。低锌瓦斯泥常温常压硫酸浸出过程符合晶粒参数n值为0.1604的Avrami动力学模型,表观活化能10.02k J/mol,表明浸出过程受扩散控制。根据热力学基本原理,通过绘制不同体系的φ-p H优势区图及lg[C]-p H图,从理论上验证了硫酸浸锌的可行性以及后续浸出液净化所要求的稳定区域。