本发明涉及一种天然硫铁矿催化H₂O₂氧化深度处理工业废水的方法，具体为：对天然硫铁矿进行预处理，将废水加入反应器中，调节其pH值为8-10，向其中加入预处理后的天然硫铁矿，并加入次氮基三乙酸快速搅拌，向其中加入双氧水，搅拌反应后加入FeCl₃溶液，控制硫铁矿与Fe（III）的质量比为10:1，再次加入双氧水后继续反应，静置沉淀，残留矿物可回用；经沉淀分离后的上清液，通入空气进行二次氧化，保持水中溶解氧在3ppm以上，充分曝气后加入聚丙烯酰胺混凝处理，静置沉淀后出水排放；对处理后的水样进行水质分析评估处理效果。本发明通过简单的方式和多种协同作用，改变了Fenton反应的发生方式，显著提高了反应活性，拓展了废水适用pH范围，提高了H₂O₂利用效率，降低了技术成本，是一种经济高效的废水深度处理技术。