Question

【题目】利用铝锂钴废料(主要成分为Co3O4,还含有少量铝箔、LiCoO2等杂质)回收CoO的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)“碱溶”的目的是：________________。

(2)不同浸出剂“酸溶”实验结果见下表,根据数据和物质性质应选择的浸出剂是___________(填序号),理由是__________ (用Co3O4参与反应的离子方程式表示)。

浸出剂	浸出液化学成分/(g·L－1)		钴浸出率/%
	Co	Al
(a)HCI	80.84	5.68	98.4
(b)H2SO4	65.0	6.22	72.3
(c)H2SO4+ Na2S2O3	84.91	5.96	98.0

(3)“净化”产生的滤渣为____________(填化学式),滤液③中c(F－)=4.0×10－3mol·L－1,则“净化”后残余c(Li+)=___________。LiF与Li2CO3的Ksp分别为1.8×10－3、1.7×10－3。

(4)若滤液④中含Co2+为5.9×10－2g·L－1,“沉碳酸钴"应控制pH不高于___________。Co(OH)2的Ksp为1.0×10－15。

(5)“沉碳酸钴“→“沉草酸钻”的目的是___________。

(6)CaC2O4·H2O在空气氛围中的热重曲线如下图。在311.96℃附近有个很强的放热峰的原因是______。900℃发生反应的化学方程式为___________。

Answer 1

【答案】 溶解铝箔 C Co3O4＋2Cl－＋8H＋=3Co2＋＋Cl2＋4H2O LiF、Al(OH)3 0.45mol·L－1 8.0 除掉残余的Li＋ CoC2O4分解成Co3O4是放热反应 2Co3O4=6CoO＋O2↑

【解析】废料用碱液溶解，过滤得到滤液①偏铝酸钠溶液和钴渣；用硫酸溶解钴渣，发生反应：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，得到含有钴离子的溶液，然后调节溶液pH并用碳酸钠溶液除去杂质铝离子，加NaF除去钙离子，滤渣2为氟化锂，得到较纯净的含有钴离子的溶液，再加入碳酸钠、调节溶液的pH将钴离子转化成碳酸钴沉淀，过滤得滤渣2为碳酸钴沉淀，加盐酸溶解，再加草酸铵，过滤得CoC2O4·2H2O，灼烧钴得到氧化钴。

(1)“碱溶”的目的是：溶解铝箔；(2)不同浸出剂“酸溶”实验结果见下表,根据数据和物质性质应选择的浸出剂是 C ；理由是Co3O4＋2Cl－＋8H＋=3Co2＋＋Cl2＋4H2O ；(3)“净化”产生的滤渣为 LiF、Al(OH)3 ,滤液③中c(F－)=4.0×10－3mol·L－1,则“净化”后残余c(Li+)=1.8×10－3/4.0×10－3=0.45mol·L－1；(4)若滤液④中含Co2+为5.9×10－2g·L－1,c(Co2+)=5.9×10－2g·L－1/59g·mol－1=1×10－3mol·L－1，c(OH－)=

mol·L－1,“沉碳酸钴"应控制pH不高于8.0。(5)“沉碳酸钴“→“沉草酸钻”的目的是 除掉残余的Li＋；(6)CaC2O4·H2O在空气氛围中的热重曲线图可知，在311.96℃附近有个很强的放热峰的原因是CoC2O4分解成Co3O4 是放热反应 。900℃发生反应的化学方程式为2Co3O4=6CoO＋O2↑。