Question

【題目】高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如下圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氫氧化物沉淀的 pH 范圍如下：

金屬離子	Mn2+	Fe2+	Fe3+	Al3+	Mg2+	Zn2+	Ni2+
開始沉淀的 pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9	6.2	6.9
沉淀完全的 pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9	8.2	8.9

(1)“溶浸”中二氧化錳與硫化錳可以發(fā)生氧化還原反應，推測“濾渣1”含有___________ 和SiO2；

(2)“調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應調(diào)節(jié)范圍是________________之間。

(3)“除雜1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，寫出除Zn2+的方程式：__________________。

(4)“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高對沉淀Mg2+完全的影響是__________________(有利、不利、無影響)。

(5)在溶浸前，先把礦石研磨成粉末的原因：_______________________。

Answer 1

【答案】S 4.7～6 Zn2＋+S2-=ZnS↓ 不利 增大接觸面積，加快反應速率，提高浸取率

【解析】

流程：二氧化錳粉與硫化錳礦（還含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）在硫酸中酸浸，主要的反應為：MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O，SiO2不溶于硫酸，過濾，濾渣1含有S和SiO2，濾液含有Mn2＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Zn2＋、Ni2＋，加入MnO2將Fe2＋氧化為Fe3＋，加入氨水調(diào)節(jié)pH4.7～6之間，除去Fe3＋、Al3＋，濾渣2為Fe(OH)3、Al(OH)3，濾液中加入Na2S除去Zn2＋和Ni2＋，“濾渣3”的主要成分是NiS和ZnS，加入MnF2生成MgF2沉淀除去Mg2＋，濾渣4為MgF2，濾液主要含有Mn2＋，加入碳酸氫銨發(fā)生反應：Mn2＋+2HCO3－=MnCO3↓+CO2↑+H2O，用硫酸溶解碳酸錳得到產(chǎn)品硫酸錳。

(1)“溶浸”中二氧化錳與硫化錳可以發(fā)生氧化還原反應，“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應為：MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O，推測“濾渣1”含有S和SiO2；故答案為：S；

(2)調(diào)節(jié)pH的目的是除去Fe3＋、Al3＋，但不沉淀Mn2＋、Mg2＋、Zn2＋、Ni2＋，根據(jù)表pH的范圍為4.7～6；故答案為：4.7～6；

(3)“除雜1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，采用加入Na2S除去Zn2＋和Ni2＋，“濾渣3”的主要成分是NiS和ZnS，除Zn2+的方程式：Zn2＋+S2-=ZnS↓。故答案為：Zn2＋+S2-=ZnS↓；

(4)“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高對沉淀Mg2+完全的影響是Mg2＋沉淀不完全，因為F－與H＋結合形成弱電解質HF，MgF2Mg2＋+2F－平衡向右移動；故答案為：不利；

(5)在溶浸前，先把礦石研磨成粉末的原因：增大接觸面積，加快反應速率，提高浸取率。故答案為：增大接觸面積，加快反應速率，提高浸取率。