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的部分工藝流程如圖：

（1）焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為____。

（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題圖所示。

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，去除的硫元素主要來源于____。

②700℃焙燒時，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“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由___（填化學(xué)式）轉(zhuǎn)化為____（填化學(xué)式）。

（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與Al混合在高溫下發(fā)生的反應(yīng)方程式____。

Answer 1

【答案】SO2+OH=HSO3 FeS2 硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中 NaAlO2 Al(OH)3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3

【解析】

高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）粉碎后通入空氣、加入氧化鈣焙燒，氧化鈣和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣，產(chǎn)物加入氫氧化鈉溶液堿浸，氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉溶液，過濾得到溶液X為四羥基合鋁酸鈉溶液，經(jīng)操作Ⅰ得到的固體中含大量的Fe2O3．Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2。

（1）用NaOH溶液吸收過量SO2生成亞硫酸氫鈉；

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

②700℃焙燒時，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；

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

（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3，F(xiàn)e2O3和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成三氧化二鋁和鐵。

（1）焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，是酸性氧化物，用NaOH溶液吸收過量SO2生成亞硫酸氫鈉，離子方程式為：SO2+OH=HSO3；

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

②700℃焙燒時，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，所以會導(dǎo)致S的脫除率降低；

（3）過濾前使用NaOH溶液進(jìn)行堿浸，Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2，再向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，可以將AlO2－轉(zhuǎn)化為Al（OH）3，Al（OH）3再加熱分解生成Al2O3；

（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3，F(xiàn)e2O3和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成三氧化二鋁和鐵，2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。