Question

【题目】以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图：

（1）焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为____。

（2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如题图所示。

已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃

硫去除率=（1）×100%

①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于____。

②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是___。

（3）向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由___（填化学式）转化为____（填化学式）。

（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与Al混合在高温下发生的反应方程式____。

Answer 1

【答案】SO2+OH=HSO3 FeS2 硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 NaAlO2 Al(OH)3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3

【解析】

高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐）粉碎后通入空气、加入氧化钙焙烧，氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙氧化成硫酸钙和二氧化硅反应生成硅酸钙，产物加入氢氧化钠溶液碱浸，氧化铝溶解生成偏铝酸钠溶液，过滤得到溶液X为四羟基合铝酸钠溶液，经操作Ⅰ得到的固体中含大量的Fe2O3．Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2。

（1）用NaOH溶液吸收过量SO2生成亚硫酸氢钠；

（2）①不添加CaO的矿粉中S元素来源是FeS2和金属硫酸盐，金属硫酸盐的分解温度较高；

②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，考虑加入CaO可能使S转化为CaSO4，形成的硫酸盐分解温度较高；

（3）过滤前使用NaOH溶液进行碱浸，Al2O3转化为NaAlO2，“过滤”得到的滤液中主要含有AlO2－，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，可以将AlO2－转化为Al（OH）3；

（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3和铝发生铝热反应生成三氧化二铝和铁。

（1）焙烧过程均会产生SO2，是酸性氧化物，用NaOH溶液吸收过量SO2生成亚硫酸氢钠，离子方程式为：SO2+OH=HSO3；

（2）①不添加CaO的矿粉中S元素来源是FeS2和金属硫酸盐，金属硫酸盐的分解温度较高，所以可判断焙烧过程中S元素主要来源是FeS2；

②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，考虑加入CaO可能使S转化为CaSO4，形成的硫酸盐分解温度较高，所以会导致S的脱除率降低；

（3）过滤前使用NaOH溶液进行碱浸，Al2O3转化为NaAlO2，再向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，可以将AlO2－转化为Al（OH）3，Al（OH）3再加热分解生成Al2O3；

（4）“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3和铝发生铝热反应生成三氧化二铝和铁，2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。