Question

【題目】以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料，生產(chǎn)Al(OH)3并獲得Fe3O4的部分工藝流程如圖：

（1）焙燒過程均會(huì)產(chǎn)生SO2，用于吸收SO2的試劑可以是______。

（2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。

已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃

硫去除率=(1)×100%

①500℃焙燒(不添加CaO的礦粉)時(shí)，去除的硫元素主要來源于______。

②700℃焙燒時(shí)，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低的主要原因是______。

（3）向含大量AlO2-的濾液中通入過量CO2，得到Al(OH)3白色沉淀，發(fā)生該反應(yīng)的離子方程式為______。

（4）FeS2與濾渣中Fe2O3在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上1molFeS2完全參與反應(yīng)生成的Fe3O4的物質(zhì)的量為______mol。

Answer 1

【答案】NaOH溶液、Na2SO3溶液 FeS2 硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 11

【解析】

高硫鋁土礦生產(chǎn)Al(OH)3并獲得Fe3O4，由流程可知，礦粉中通入空氣、加入氧化鈣焙燒，其中氧化鈣和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣，加入氫氧化鈉溶液堿浸其中氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉溶液，過濾得到濾液為偏鋁酸鈉溶液，焙燒時(shí)Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，濾液與足量二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁，以此來解答。

(1)吸收過量SO2可以用NaOH溶液或Na2SO3溶液；

(2)①不添加CaO的礦粉中S元素來源是FeS2和金屬硫酸鹽，多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃，所以可判斷焙燒過程中S元素主要來源是FeS2；

②700℃焙燒時(shí)，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，考慮加入CaO可能使S轉(zhuǎn)化為CaSO4，形成的硫酸鹽分解溫度較高，所以會(huì)導(dǎo)致S的脫除率降低；

(3)向含AlO2-的濾液中通入過量CO2，得到Al(OH)3和HCO3-，離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(4)FeS2與濾渣中Fe2O3在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，設(shè)有xmolFe2O3和ymolFeS2完全參加反應(yīng)，根據(jù)電子得失守恒：2x×(3)＝2y×5＋y×（2)，解得＝16，所以理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)＝1：16，若1molFeS2完全參與反應(yīng)，消耗n(Fe2O3)=16mol，根據(jù)鐵元素守恒，生成的Fe3O4的物質(zhì)的量為11mol。