Question

【題目】以某廢催化劑(含Al2O3 36%、CoS 20%、MoS2 20%、MgO 8%等)為原料生產(chǎn)Co2O3的工藝路線(xiàn)如下:

已知: 氧化鋁有兩種晶型α-Al2O3 和γ- Al2O3，α- Al2O3致密難溶于酸和堿。

(1)廢催化劑焙燒前先將其研磨，其目的是_________________________。

(2)已知“焙燒除硫”后的產(chǎn)物有CoO、MoO3。寫(xiě)出Na2CO3溶液“浸取”過(guò)程的離子反應(yīng)方程式:______________________。

(3) 硫酸浸泡濾渣①的實(shí)驗(yàn)條件為硫酸濃度12 mol/L、液固比為3、反應(yīng)溫度60℃。該條件下，鋁、鈷浸出率與時(shí)間關(guān)系如圖。當(dāng)浸泡時(shí)間小于180 min時(shí)，鋁、鈷浸出率隨著時(shí)間的推移均增加較快；180 min 后鋁和鈷的浸出率都提高不多，且鈷浸出率高于鋁浸出率。試解釋180min后鈷浸出率高于鋁浸出率的原因: ____________________。

(4)萃取劑對(duì)Al3+、Co2+萃取率與pH 的關(guān)系如圖。

萃取分離鈷、鋁的實(shí)驗(yàn)操作為: 向萃取分液后的有機(jī)相中加硫酸調(diào)pH=3~4，分液可得CoSO4溶液，___________，可得Al2(SO4)3溶液。

(5)“濾液③”主要物質(zhì)的化學(xué)成分是_______ (寫(xiě)化學(xué)式)，用途之一為___________________。

(6)“煅燒”過(guò)程 相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。

Answer 1

【答案】 焙燒反應(yīng)更快更充分 MoO3＋CO===MoO＋CO2↑ 隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)有些γ-Al2O3轉(zhuǎn)化為α-Al2O3　（或?yàn)V渣中含有部分α-Al2O3） 繼續(xù)向萃取分液后的有機(jī)相加硫酸調(diào)pH＝0.5以下（或1以下），然后分液 （NH4）2SO4 作化肥（或其他合理答案） 4CoC2O4＋3O22Co2O3＋8CO2

【解析】(1)廢催化劑焙燒前先將其研磨，可以加快反應(yīng)速度，使焙燒反應(yīng)更快更充分，故答案為：焙燒反應(yīng)更快更充分；

(2)已知“焙燒除硫”后的產(chǎn)物有CoO、MoO3。根據(jù)流程圖，Na2CO3溶液“浸取”后生成了Na2MoO4，說(shuō)明MoO3被碳酸鈉溶解，而濾渣①經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，最后得到Co2O3，說(shuō)明CoO不能被碳酸鈉溶解，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為MoO3＋CO32-===MoO42-＋CO2↑，故答案為：MoO3＋CO32-===MoO42-＋CO2↑；

(3)氧化鋁有兩種晶型α-Al2O3和γ- Al2O3，α- Al2O3致密難溶于酸和堿，隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)有些γ-Al2O3轉(zhuǎn)化為α-Al2O3，因此當(dāng)浸泡時(shí)間小于180min時(shí)，鋁、鈷浸出率隨著時(shí)間的推移均增加較快；180min后鋁和鈷的浸出率都提高不多，且鈷浸出率高于鋁浸出率，故答案為：隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)有些γ-Al2O3轉(zhuǎn)化為α-Al2O3；

(4)萃取分離鈷、鋁的實(shí)驗(yàn)操作為:向萃取分液后的有機(jī)相中加硫酸調(diào)pH=3~4，分液可得CoSO4溶液，根據(jù)圖像，當(dāng)pH＜1，在0.5左右時(shí)，Al3+的萃取率急劇減小，因此繼續(xù)向萃取分液后的有機(jī)相加硫酸調(diào)pH＝0.5以下(或1以下)，然后分液，可得Al2(SO4)3溶液，故答案為：繼續(xù)向萃取分液后的有機(jī)相加硫酸調(diào)pH＝0.5以下(或1以下)，然后分液；

(5)根據(jù)流程圖，CoSO4中加入草酸銨溶液反應(yīng)生成草酸鈷沉淀和硫酸銨溶液，“濾液③”主要物質(zhì)的化學(xué)成分是硫酸銨，是一種常見(jiàn)的化學(xué)肥料，故答案為：(NH4)2SO4；作化肥；

(6)草酸銨在空氣中煅燒，反應(yīng)生成Co2O3和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CoC2O4＋3O22Co2O3＋8CO2，故答案為：4CoC2O4＋3O22Co2O3＋8CO2。