El objetivo del pretratamiento es cambiar el estado de los elementos a extraer en la materia prima desde compuestos o elementos difíciles de lixiviar a compuestos fáciles de lixiviar.
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1. Métodos y funciones comunes del pretratamiento de materias primas
1. Molienda, trituración y atomización: moler grumos o sustancias granulares hasta convertirlos en polvo o dispersar líquidos en pequeñas gotas. el área de contacto entre reactivos (efecto), acelerando así la velocidad de reacción de operaciones posteriores (efecto) y mejorando aún más la tasa de conversión o tasa de lixiviación de las materias primas (propósito).
La batería de óxido de cobalto y litio es un nuevo tipo de fuente de energía que se utiliza ampliamente. Las baterías contienen pequeñas cantidades de aluminio, hierro, carbono y otras sustancias simples. El laboratorio intenta reciclar baterías usadas de óxido de cobalto y litio. El proceso experimental es el siguiente:
El propósito del procesamiento preliminar de baterías usadas en polvo es_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
La respuesta es aumentar el área de contacto, acelerar la velocidad de reacción y aumentar la tasa de lixiviación.
Análisis El propósito del procesamiento primario de baterías de desecho en polvo es aumentar el área de contacto, acelerar la velocidad de reacción y aumentar la tasa de lixiviación.
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El ditionito de sodio (Na2S2O4) es una materia prima comúnmente utilizada en la industria de la impresión y el teñido. El ditionito de sodio, también conocido como polvo de seguro, es soluble en agua pero insoluble en metanol. Cuando se calientan y se exponen al agua, los sólidos reaccionarán liberando una gran cantidad de calor e incluso provocarán una combustión. El proceso de preparación industrial es el siguiente:
Sopla gas M en el líquido de zinc para atomizar el líquido de zinc. El propósito es_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _ _ _.
La respuesta es aumentar la superficie para la reacción del zinc y acelerar la velocidad de la reacción química.
Se analiza la razón por la cual el líquido de zinc se atomiza soplando gas M en el líquido de zinc. El propósito es reducir las partículas de zinc y aumentar la superficie del zinc elemental, aumentando así su área de contacto con los reactivos y acelerando la reacción.
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Las cenizas volantes son los residuos residuales de las centrales eléctricas alimentadas con carbón. Sus componentes principales son sílice, alúmina, óxido de hierro y carbono. El laboratorio simula el proceso industrial de extracción de Al2O3 activo a partir de cenizas volantes. El proceso es el siguiente:
Como todos sabemos, los principales productos del proceso de sinterización son aluminato de sodio, sílice, fluoruro de sodio y sílice.
La operación A es molienda por enfriamiento, donde el propósito de la molienda es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
La respuesta para mejorar la tasa de lixiviación de productos sinterizados
La operación de análisis A es el enfriamiento y la molienda. El propósito de la molienda es aumentar el área de contacto de los reactivos y mejorar la calidad. Tasa de lixiviación de productos sinterizados.
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2. Tostación: Los reactivos reaccionan químicamente con gases oxidantes como el aire, el cloro u otras sustancias añadidas (como el ácido sulfúrico) (por lo que la tostación se divide en tostación oxidativa, tostación sulfatada, tostación clorada, etc.). .) .La reacción gas-sólido es la reacción principal. Para evitar la fusión de la sustancia, la temperatura de reacción es generalmente inferior al punto de fusión, oscilando entre 500 y 1500°C. Utilice equipos químicos especiales, como hornos de ebullición y tostadores.
La quema y tostación de materias primas en el aire tiene dos propósitos principales: en primer lugar, los elementos no metálicos se oxidan en óxidos gaseosos de alta valencia y se escapan u oxidan en compuestos de alta valencia, en segundo lugar, elementos metálicos; se oxidan en óxidos de alta valencia o compuestos de alta valencia. Las preguntas en la etapa de preprocesamiento del examen de ingreso a la universidad a menudo comienzan con la relación entre la trituración y las velocidades de reacción química, reacciones químicas en el tostado, etc.
En la industria, la eficiencia de la tostación se puede mejorar aumentando la cantidad de oxígeno, triturando completamente los sólidos, tostando a contracorriente y elevando adecuadamente la temperatura.
En la figura se muestra el flujo del proceso de la preparación industrial de dicromato de sodio (Na2Cr2O7? 2H2O) en el examen de ingreso a la Universidad de Shandong 17 de 2021. Responda las siguientes preguntas:
El propósito de la tostación es convertir FeCr2O4 en Na2Cr2O4 y convertir los óxidos de Al y Si en sales de sodio solubles.
Durante la tostación, el gas y los materiales minerales fluyen en contracorriente con el propósito de_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
La respuesta es aumentar el área de contacto de los reactivos, aumentar la velocidad de la reacción química y aumentar la tasa de conversión de los reactivos.
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El flujo del proceso de preparación de carbonato de manganeso de alta pureza tostando rodocrosita con cloruro de amonio es el siguiente:
Se sabe que ① los principales componentes de la rodocrosita son
Responda las siguientes preguntas:
(1) La principal ecuación de reacción química en el proceso de tostado es_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
(2) Al analizar la Figura 1, Figura 2 y Figura 3 a continuación, las condiciones óptimas para tostar magnesita con cloruro de amonio son las siguientes:
Temperatura de tostado: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
La respuesta es (1)MNC O3 2 NH 4 cl△(= =)MNC L2 2 NH3 = CO2 = H2O? (2) ¿500 ℃? 1,10? 60 minutos?
(1) La principal ecuación de reacción química durante el tostado es: MNC O3 2nh 4cl△(= =)MNC L2 2nh 3 ↑ CO2 ↑ H2O
(2) Según la; diagrama, la tasa de lixiviación de manganeso es alta y las condiciones óptimas para tostar magnesita son: temperatura de tostado 500°C; la relación de masa de cloruro de amonio a polvo de magnesita es de 1,10; el tiempo de horneado es de 60 minutos;
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Este ejercicio utiliza bauxita con alto contenido de azufre (compuesta principalmente por Al2O3, Fe2O3, una pequeña cantidad de FeS2 y sulfato metálico) como materia prima para producir alúmina y obtener Fe3O4. La figura muestra parte del flujo del proceso.
(1) El proceso de calcinación producirá SO2. La ecuación iónica para absorber el exceso de SO2 con una solución de NaOH es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
(2) Añadir 1
Es bien sabido que la temperatura de descomposición de la mayoría de los sulfatos metálicos es superior a .
(1) Cuando el polvo de mineral libre de CaO se tuesta por debajo de 500 °C, el azufre eliminado proviene principalmente de _ _ _ _ _ _ _ _ (completar la fórmula química).
② Cuando se tuesta a 700 ℃, la tasa de desulfuración del polvo mineral que contiene 1CaO es menor que la del polvo mineral sin CaO. La razón principal es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. _ _ _ _ _.
Respuesta (1)
Análisis (1) El dióxido de azufre es un óxido ácido. Una pequeña cantidad de dióxido de azufre reacciona con una solución de NaOH para formar Na2SO3 y el exceso de dióxido de azufre reacciona con NaOH. solución para formar NaHSO3. La ecuación iónica es
(2)①La composición de la bauxita con alto contenido de azufre contiene FeS2 y sulfatos metálicos. Se sabe que la temperatura de descomposición de la mayoría de los sulfatos metálicos es superior.
②Añadir óxido de calcio para su absorción.
3. Calcinación: Los reactivos se descomponen o sufren una transformación cristalina al calentarse. Para evitar que se derrita por debajo del punto de fusión, generalmente es por encima de 1200 °C. Como calcinar piedra caliza, producir vidrio, herrería, etc. y utilizar equipos químicos como hornos rotatorios.
El flujo del proceso para preparar óxido de magnesio y carbonato cálcico ligero a partir de dolomita (compuesta principalmente por CaCO3 y MgCO3) es el siguiente:
(1) Contenido principal del producto sólido obtenido por calcinación a alta temperatura de dolomita Los ingredientes son_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (completar la fórmula química).
Respuesta (1) ¿Cao, MgO? (2) ¿La temperatura de calcinación es baja, la descomposición de CaCO3 es incompleta y el contenido de CaO es bajo? ¿temperatura?
Descomposición (1) La dolomita se calcina a alta temperatura para obtener CaO y MgO.
(2) La temperatura de calcinación es baja, la descomposición de CaCO3 es incompleta, el contenido de CaO es; bajo y la actividad se reduce; óxido de calcio y agua La reacción libera calor Cuanto mayor es el contenido de óxido de calcio, más calor se libera cuando la muestra reacciona con el agua. Por lo tanto, también se pueden agregar al agua muestras sólidas calcinadas a diferentes temperaturas, y la actividad de la muestra se puede juzgar midiendo la relación entre la temperatura de la solución de reacción y la temperatura de calcinación de la muestra después del mismo tiempo.
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4. Combustión: Proceso de cambios químicos como deshidratación, descomposición y volatilización de sustancias a altas temperaturas. La temperatura de reacción es de unos 1000°C y se utilizan diversos instrumentos, como lámparas de gas, hornos eléctricos, etc. Quema de algas, reacción de color, prueba de color de llama, pérdida de peso por combustión, residuos de quema, etc.
El contenido de carbono y azufre afecta a las propiedades del acero. Un grupo de interés utilizó el siguiente proceso para explorar muestras de acero.
(1) El azufre en el acero existe en forma de FeS. El FeS se quema en suficiente oxígeno. La proporción de masa de Fe y O en el producto sólido es 21:8, por lo que la fórmula química del producto sólido. es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
(2) El reactivo necesario para detectar CO2 en el gas producido por la combustión de muestras de acero es _ _ _ _ _ _ _ _ _(rellene las letras).
A. Solución ácida de KMnO4 b. Agua clara de cal c. Solución saturada de bicarbonato de sodio d. H2SO4 concentrado
Respuesta (1) Fe3O4(2)ab?
El análisis (1) muestra que la relación de masa de Fe y O en el producto sólido es 21:8, por lo que la relación de masa de Fe y O es la misma.
(2) El gas producido por la combustión de la muestra de acero contiene CO2 y SO2 también enturbiará el agua de cal clara, por lo que debe reaccionar con la solución ácida de KMnO4 para eliminar el azufre. dióxido y luego use agua de cal clara para realizar la prueba.
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5. Lixiviación y tasa de lixiviación: La finalidad de la lixiviación es convertir los sólidos en soluciones para su posterior transformación o separación. Incluyendo inmersión en agua, soluble en ácido, soluble en álcali, soluble en alcohol, etc. La tasa de lixiviación se refiere al contenido de iones en la solución después de que se disuelve el sólido.
Medidas para mejorar la tasa de lixiviación: ① Moler el mineral hasta convertirlo en polvo para aumentar el área de contacto; (2) Agitar para que la reacción sea más completa; ④ Al aumentar la concentración de ácido; el tiempo de lixiviación.
El oxicloruro de bismuto en movimiento (BiOC1) se utiliza habitualmente en equipos electrónicos y otros campos. BiOCl es insoluble en agua y es el producto de hidrólisis del BiCl3. Un flujo de proceso para producir cloruro de bismuto de alta pureza utilizando desechos de bismuto (principalmente compuestos que contienen bismuto, que contienen una pequeña cantidad de cobre, plomo, sulfatos de zinc, Cu2S y Fe2O3, etc.). ) como se muestra en la siguiente figura:
(1) Las medidas para mejorar la velocidad de reacción de la "lixiviación ácida" incluyen aumentar adecuadamente la concentración de ácido sulfúrico, _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _( Solo responde un punto).
(4) En la "lixiviación de bismuto", la relación entre la tasa de lixiviación de bismuto y la temperatura es como se muestra en la figura:
Cuando la temperatura es superior a 40 °C, el " La tasa de lixiviación de bismuto" comenzó a disminuir, el factor principal puede ser _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
Respuesta (1) ¿Aumentar la temperatura adecuadamente? (4)4) ¿El HCl se volatiliza más rápido y aumenta el grado de hidrólisis del Bi3?
Análisis (1) Las medidas para mejorar la velocidad de reacción de la "lixiviación ácida" incluyen aumentar la concentración de ácido sulfúrico, aumentar adecuadamente la temperatura o agitar.
(4) En la "lixiviación de bismuto", la tasa de lixiviación y la temperatura del bismuto se pueden ver en la figura: cuando la temperatura está cerca de 40 °C, la tasa de lixiviación de Bi es la más alta, pero A medida que aumenta la temperatura, la disminución en la tasa de lixiviación se debe principalmente al aumento de la temperatura, la volatilización acelerada del HCl y el aumento en el grado de hidrólisis del Bi3, lo que finalmente conduce a la disminución en la tasa de lixiviación del Bi como aumenta la temperatura.
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6. Lixiviación ácida: La lixiviación ácida se refiere a la reacción entre los materiales pretratados y una solución ácida (ácido clorhídrico o ácido sulfúrico), que convierte los óxidos alcalinos o anfóteros de los materiales en las sales correspondientes, utilizando ácido que inhibe la hidrólisis de sales y elimina impurezas insolubles en ácido (como SiO2? O CaSO4? etc.).
2021 Hunan Volumen 17
Para mejorar la eficiencia de las "inundaciones", las medidas que se pueden tomar son _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(Escribir al menos dos artículos).
La respuesta es aumentar la temperatura adecuadamente y triturar la monacita.
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El polisilicato de hierro activado es actualmente un tema candente en la investigación de floculantes poliméricos inorgánicos. Un proceso de preparación utilizando escoria de hierro de la fábrica de tubos de acero (principalmente Fe3O4, que contiene una pequeña cantidad de carbono y dióxido de silicio) como materia prima es el siguiente:
(1) El propósito de "triturar" chatarra de hierro la escoria es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. ?
(2) La "lixiviación ácida" requiere una concentración de ácido adecuada, una relación líquido-sólido, una temperatura de lixiviación ácida, un flujo de oxígeno, etc. , el efecto de la temperatura de lixiviación ácida sobre la tasa de lixiviación de hierro se muestra en la figura.
②Durante la lixiviación ácida, el propósito de introducir O2 es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. ?
(3) Cuando la temperatura de lixiviación ácida supera los 100 ℃, la tasa de lixiviación de hierro disminuye. La razón es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. ?
Respuesta (1) ¿Aumentar el área de contacto, aumentar la velocidad de reacción y aumentar la velocidad de lixiviación del hierro?
(2)fe3o 4 4h2so 4Δ(= = =)feso 4 Fe2(SO4)3 4H2O? Cuando FeSO4 se oxida a Fe2(SO4)3, la temperatura supera los 100°C, lo que acelera la hidrólisis de Fe3 para producir Fe(OH)3, lo que resulta en una disminución en la concentración de Fe3.
Análisis (1) El propósito de triturar escoria de chatarra de hierro es reducir el tamaño de las partículas, aumentar la velocidad de reacción durante la lixiviación y mejorar la velocidad de lixiviación del hierro;
(2) ① En condiciones de calentamiento Durante la lixiviación ácida, el Fe3O4 reacciona con el ácido sulfúrico para producir sulfato férrico y sulfato ferroso. La ecuación es: fe3o 4 4 h2so 4Δ(= = =)feso 4 Fe2(SO4)3 4H2O;
(2) Durante la inmersión se generan iones ferrosos ácidos, que pueden oxidarse en iones de hierro cuando se introduce oxígeno. La ecuación iónica de la reacción es 4fe 2 O2 4h = 4fe 3 2h2o;
(3) Los iones de hierro se hidrolizan en una solución acuosa y el aumento de temperatura conduce a la reacción de hidrólisis. Cuando la temperatura excede los 100°C, la velocidad de la reacción de hidrólisis del Fe3 se acelera significativamente, lo que resulta en una disminución en la concentración de Fe3.
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7. Lixiviación alcalina: elimine las manchas de aceite animal y vegetal, elimine la película de óxido de aluminio, disuelva el aluminio y el dióxido de silicio (la cantidad de álcali no debe ser excesiva).
El estannato de sodio cinemático se puede utilizar para fabricar sustratos, pigmentos y catalizadores para condensadores cerámicos. El flujo del proceso para preparar estanato de sodio a partir de escoria de estaño y antimonio (que contiene principalmente óxidos de estaño, antimonio, arsénico y plomo) se muestra en la siguiente figura: (1) Lixiviación alcalina, la ecuación química de la reacción de SnO2 es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
(2) Durante la "lixiviación alcalina", si el óxido del elemento Sn El contenido de SnO es alto y NaNO3 es agregado industrialmente, y su efecto es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
La respuesta es (1) SnO2 2 NaOH = Na2NO3 H2O ) oxida SnO a SnO32
El análisis muestra que Nano-3 tiene propiedades oxidantes y puede oxidar SnO. Si el contenido de SnO es alto durante la "lixiviación alcalina", Nano-3 se agrega a la industria y se oxida a SnO32-, por lo que la respuesta es. para oxidar SnO a SnO 32-.
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