题目内容

【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Al(OH)3并获得Fe3O4的部分工艺流程如图:

(1)焙烧过程均会产生SO2,用于吸收SO2的试剂可以是______。

(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%

①500℃焙烧(不添加CaO的矿粉)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的矿粉硫去除率低的主要原因是______。

(3)向含大量AlO2-的滤液中通入过量CO2,得到Al(OH)3白色沉淀,发生该反应的离子方程式为______。

(4)FeS2与滤渣中Fe2O3在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上1molFeS2完全参与反应生成的Fe3O4的物质的量为______mol。

【答案】NaOH溶液、Na2SO3溶液 FeS2 硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 11

【解析】

高硫铝土矿生产Al(OH)3并获得Fe3O4,由流程可知,矿粉中通入空气、加入氧化钙焙烧,其中氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙,和二氧化硅反应生成硅酸钙,加入氢氧化钠溶液碱浸其中氧化铝溶解生成偏铝酸钠溶液,过滤得到滤液为偏铝酸钠溶液,焙烧时Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,滤液与足量二氧化碳反应生成氢氧化铝,以此来解答。

(1)吸收过量SO2可以用NaOH溶液或Na2SO3溶液;

(2)①不添加CaO的矿粉中S元素来源是FeS2和金属硫酸盐,多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃,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)向含AlO2-的滤液中通入过量CO2,得到Al(OH)3和HCO3-,离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(4)FeS2与滤渣中Fe2O3在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,设有xmolFe2O3和ymolFeS2完全参加反应,根据电子得失守恒:2x×(3)=2y×5+y×(2),解得=16,所以理论上完全反应消耗的n(FeS2):n(Fe2O3)=1:16,若1molFeS2完全参与反应,消耗n(Fe2O3)=16mol,根据铁元素守恒,生成的Fe3O4的物质的量为11mol。

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