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的部分工艺流程如下：

(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___________。利用喷雾干燥法脱硫工艺也是除去SO2的常见方法，先将含SO2的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收。该温度下吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.50 mol·L-1，已知KSP(CaSO3)=1.4×10-7，则吸收后溶液中的浓度______________________。

(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，含铝粒子反应的离子方程式_________

(4) “过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=__________________。

Answer 1

【答案】SO2+OH=HSO3 2.8×10-7mo1/L FeS2 硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 AlO2－＋CO2＋2H2O＝ Al(OH)3↓＋HCO3－ 1∶16

【解析】

(1)用NaOH溶液吸收过量的SO2，生成HSO3-；根据Ksp= c(Ca2+) c()计算c()；

(2) ①不添加CaO的矿粉中S元素的来源是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的矿粉硫去除率低，加入CaO可能转化为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与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，根据得失电子守恒进行计算。

(1) 用NaOH溶液吸收过量的SO2，生成HSO3-，反应的离子方程式为：SO2+OH=HSO3；Ksp= c(Ca2+) c()可得c()===2.8×10-7mol/L；

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

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

(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，离子方程式为AlO2－＋CO2＋2H2O＝ Al(OH)3↓＋HCO3－；

(4) “过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，设有xmol Fe2O3和ymol FeS2参加反应，根据得失电子守恒可得2x×(3-)=2y×5+y×()，解得=，即理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1:16。