Question

【題目】稀土是一種重要的戰(zhàn)略資源、氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO3，它是提取鈰等稀土元素的重要礦物原料。氟碳鈰礦的冶煉工藝流程如下：

已知：Ⅰ.鈰的常見化合價(jià)為+3、+4

Ⅱ.Ce4+可以與SO42-結(jié)合為[CeSO4]2+

Ⅲ.

焙燒時(shí)鈰被氧化成四價(jià)，四價(jià)鈰不易進(jìn)入溶液，而三價(jià)稀土元素易進(jìn)入溶液。在鹽酸浸出時(shí)，有少量鈰進(jìn)入濾液，且產(chǎn)生黃綠色氣體。

回答下列問題：

(1)氟碳鈰礦焙燒的目的是__________________；焙燒最適宜溫度為______________(填標(biāo)號(hào))。a.350~450℃ b.550～650℃ C.750℃以上

步驟①中少量鈰進(jìn)入稀土溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________________。

(2)鈰富集物用含硼酸的鹽酸溶液處理，使氟轉(zhuǎn)化為四氟硼酸根離子，然后用可溶性鉀鹽將四氟硼酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)镵BF4沉淀并過濾除去。寫出生成KBF4的離子方程式：________________。此法處理鈰富集物的缺點(diǎn)是____________________。

(3)除云氟離子后向?yàn)V液中先加入NaOH溶液，然后再加入NaHS除去鐵與鉛。加入NaOH溶液的目的是____________________。

(4)寫出此流程中鈰的碳酸鹽沉淀的化學(xué)式：______________________。

Answer 1

【答案】 將鈰氧化為四價(jià)便于與其他稀土元素分離 b 8H++2Cl-+2CeO2=2Ce3++Cl2↑+4H2O K++BF4-=KBF4↓ 產(chǎn)生的氯氣會(huì)腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境 調(diào)節(jié)溶液pH Ce2(CO3)3

【解析】(1) 焙燒時(shí)鈰被氧化成四價(jià)，四價(jià)鈰不易進(jìn)入溶液，而三價(jià)稀土元素易進(jìn)入溶液，所以

氟碳鈰礦焙燒的目的是將鈰氧化為四價(jià)便于與其他稀土元素分離。由圖分析當(dāng)溫度在500-700之間四價(jià)鈰的浸出率差不多最高，所以選擇b.550～650℃. 步驟①中少量鈰進(jìn)入稀土溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是8H++2Cl-+2CeO2=2Ce3++Cl2↑+4H2O 答案：將鈰氧化為四價(jià)便于與其他稀土元素分離 b 8H++2Cl-+2CeO2=2Ce3++Cl2↑+4H2O

(2)鈰富集物用含硼酸的鹽酸溶液處理，使氟轉(zhuǎn)化為四氟硼酸根離子，然后用可溶性鉀鹽將四氟硼酸根離子轉(zhuǎn)變?yōu)镵BF4沉淀并過濾除去。生成KBF4的離子方程式：K++BF4-=KBF4↓。此法處理鈰富集物和酸反應(yīng)8H++2Cl-+2CeO2=2Ce3++Cl2↑+4H2O產(chǎn)生的氯氣會(huì)腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境 。

(3)除云氟離子后向?yàn)V液中含有大量的H+先加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，然后再加入NaHS使鐵與鉛生成沉淀析出。所以加入NaOH溶液的目的是調(diào)節(jié)溶液pH。

(4)除去鐵與鉛后的濾液中含有大量的Ce3+,所以鈰的碳酸鹽沉淀的化學(xué)式：Ce2(CO3)3。