铁置换法已经使用了近千年。中国从唐朝就开始使用这种方法；这种方法在西方已经使用了200多年。长期的生产实践，不断的改造和改进，使代铁工艺简单、可靠、有效。由于其工艺简单、设备少，具有基建周期短、投资少、见效快的优点，目前仍被一些中小型企业采用。但这种方法的缺点也很明显:①代铁的产物是海绵铜，质量差，需要精炼才能得到纯铜；②铁置换法原料消耗大，除了大量的铁(1.2 ~ 2.3 TFE ∕ TCU)外，还需要大量的石灰处理溶液中的铁离子；③由于浸出液不能闭路循环，浸出液中的残酸无法利用；④与萃取-电积法相比，铁置换法生产成本高。
一、补铁的原理及其影响因素
因为Fe2+/Fe的标准电位(- 0.14lV)远低于Cu2+/Cu的标准电位(0.330V)，所以铁可以从溶液中完全取代Cu2+成为Cu。需要注意的是，这个置换反应的理论铁耗仅为0.88kg∕kgCu，与实际情况相差很大。原因是:
(1)浸出液中的残酸消耗铁
铁+2H+铁+H2
(2)浸出液中的溶解氧使置换反应生成的Fe2+继续氧化成Fe3+，Fe3+被Fe还原成Fe2+，从而消耗了一部分铁。
2H++2Fe2++O2 2Fe3++H2O
2Fe3++Fe 3Fe2+
(3)Fe3 ++也可能将形成的Cu氧化成Cu2+，增加了铁的消耗。
2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
从上面的讨论可以看出，铁代铜法的主要影响因素是溶液的酸度、溶液中的氧含量等。另外，由于置换反应是在液固界面进行的，接触面积(即铁的比表面积)和接触时间也是重要因素。
二、铁置换法的操作流程及注意事项
铁置换法的操作方式和设备形式多种多样。最常见的如图1所示。
图1以铁代铜设备示意图
罐体的中下部设有一个圆锥体，其上部直径约为罐体直径的0.5-0.8倍。锥体与罐体焊接成一体，锥体下部设有孔板，孔板与渗滤液进水管连接。
放置在铁屑孔板上，铁屑层高度为0.8-1.2米..浸出液进入锥体后，不断与铁发生反应，形成细小的铜粉(颗粒)，随液流上升；由于液体流过的面积不断扩大，液体流速降低，铜粉下落，沿着圆锥体的外围落到槽底。置换后的溶液从上部流出，进入下一个置换罐。当溶液中Cu2+浓度降至0.01g∕L时，一部分返回浸出，一部分处理后排放。一般是四个罐串联。当第一个罐中的铁屑耗尽时，取出铜粉并重新装载铁屑。
从影响置换反应的主要因素可知，操作中必须注意以下事项:
(1)浸出液酸度不宜过高，pH值宜为2 ~ 3；
(2)置换池中的渗滤液和物料尽量不与空气体接触；
(3)接触时间一般控制在70分钟；；
(4)为了保持足够的反应接触面，锥体内的液体流速应能使铜粉及时脱离铁屑表面。
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