Question

【題目】某硫酸廠產(chǎn)生的燒渣(主要含、及少量)可用于制備和還原鐵粉，其流程如圖：

(1)“酸溶”前需粉碎燒渣，其目的是_________、________。

(2)“濾渣”的主要成分是_________(填化學(xué)式)。

(3)“還原”時(shí)，被氧化為的離子方程式是_________。

(4)“焙燒”時(shí)，燒渣、無(wú)煙煤、的投料質(zhì)量比為100∶40∶10，溫度控制在1000℃(溫度對(duì)焙燒爐氣含量的影響變化如圖所示)：

添加的目的是：①脫除等；②_________。

(5)“焙燒”在半封閉裝置中進(jìn)行，投料層表面蓋有適當(dāng)厚度的煤層，“焙燒”時(shí)間控制在4～4.5小時(shí)(焙燒時(shí)間對(duì)還原鐵粉產(chǎn)率的影響如圖所示)，超過(guò)5小時(shí)后還原鐵粉產(chǎn)率降低的原因是_______。

Answer 1

【答案】提高鐵的浸出率 加快反應(yīng)速率 分解產(chǎn)生的與C反應(yīng)生成CO 絕大部分C已被消耗，CO濃度下降，鐵部分被氧化

【解析】

燒渣(主要含Fe2O3、FeO及少量SiO2)經(jīng)過(guò)酸浸，SiO2不與稀硫酸反應(yīng)而沉淀，濾液中主要溶質(zhì)為硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸，向?yàn)V液中加入FeS2將硫酸鐵還原生成硫酸亞鐵，然后進(jìn)行過(guò)濾將S、FeS2除去，然后經(jīng)過(guò)一系列操作得到FeSO47H2O；

焙燒過(guò)程中加入CaCO3在高溫條件下與SiO2反應(yīng)將硅脫除以及高溫分解生成CO2，然后利用CO2與C反應(yīng)生成CO，利用CO將鐵氧化物還原生成鐵單質(zhì)，然后利用鐵單質(zhì)具有磁性分離，據(jù)此解答本題。

（1）將固體粉碎可提高鐵的浸出率以及增加反應(yīng)接觸面積從而加快反應(yīng)速率；

（2）由上述分析可知，濾渣的主要成分為SiO2；

（3）該反應(yīng)的氧化劑為Fe3+，反應(yīng)后生成Fe2+，FeS2中S元素化合價(jià)從-1價(jià)升高為+6價(jià)的，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒可知其反應(yīng)離子方程式為：；

（4）由上述分析可知，添加CaCO3的目的還有分解產(chǎn)生的CO2與C反應(yīng)生成CO；

（5）投料時(shí)煤的量為一定值，當(dāng)焙燒時(shí)間超過(guò)5h后，煤幾乎被消耗完，裝置中CO的濃度將會(huì)下降，該裝置為半封閉裝置，空氣中O2進(jìn)入裝置中，會(huì)將部分鐵氧化，故答案為：絕大部分C已被消耗，CO濃度下降，鐵部分被氧化。