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)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：

(1)焙燒過(guò)程均會(huì)產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過(guò)量SO2的離子方程式為___________。利用噴霧干燥法脫硫工藝也是除去SO2的常見(jiàn)方法，先將含SO2的廢氣溶于水，再用飽和石灰漿吸收。該溫度下吸收液中c(Ca2+)一直保持為0.50 mol·L-1，已知KSP(CaSO3)=1.4×10-7，則吸收后溶液中的濃度______________________。

(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%

①不添加CaO的礦粉在低于500 ℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來(lái)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，其主要原因是________________。

(3)向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2，含鋁粒子反應(yīng)的離子方程式_________

(4) “過(guò)濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=__________________。

Answer 1

【答案】SO2+OH=HSO3 2.8×10-7mo1/L FeS2 硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中 AlO2－＋CO2＋2H2O＝ Al(OH)3↓＋HCO3－ 1∶16

【解析】

(1)用NaOH溶液吸收過(guò)量的SO2，生成HSO3-；根據(jù)Ksp= c(Ca2+) c()計(jì)算c()；

(2) ①不添加CaO的礦粉中S元素的來(lái)源是FeS2和金屬硫酸鹽，金屬硫酸鹽的分解溫度較高；

②700℃焙燒時(shí)，添加1%CaO的礦粉硫去除率低，加入CaO可能轉(zhuǎn)化為CaSO4，形成的硫酸鹽分解溫度較高；

(3)過(guò)濾前使用NaOH溶液進(jìn)行堿浸，Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2，“過(guò)濾”得到的濾液中主要含有AlO2-，向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2，可以將AlO2-轉(zhuǎn)化為Al(OH)3；

(4) “過(guò)濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行計(jì)算。

(1) 用NaOH溶液吸收過(guò)量的SO2，生成HSO3-，反應(yīng)的離子方程式為：SO2+OH=HSO3；Ksp= c(Ca2+) c()可得c()===2.8×10-7mol/L；

(2) ①不添加CaO的礦粉中S元素的來(lái)源是FeS2和金屬硫酸鹽，金屬硫酸鹽的分解溫度較高，所以可以判斷焙燒過(guò)程中S元素的主要來(lái)源是FeS2；

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

(3)過(guò)濾前使用NaOH溶液進(jìn)行堿浸，Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2，“過(guò)濾”得到的濾液中主要含有AlO2-，向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2，可以將AlO2-轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，離子方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O＝ Al(OH)3↓＋HCO3－；

(4) “過(guò)濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3，Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，設(shè)有xmol Fe2O3和ymol FeS2參加反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒可得2x×(3-)=2y×5+y×()，解得=，即理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1:16。