Question

煤炭燃烧发电副产物可用于提取高纯度氧化铝，其工艺流程如下：

已知：粉煤灰的主要成份是Al₂O₃，主要杂质是SiO₂、Fe₂O₃。

“焙烧”的主要反应：Fe₂O₃+4(NH₄)₂SO₄=2NH₄Fe(SO₄)₂+6NH₃↑+3H₂O    Al₂O₃+4(NH₄)₂SO₄=2NH₄Al(SO₄)₂+6NH₃↑+3H₂O   回答下列问题：

（1）“浸渣”的主要成分为________（填化学式）。

（2）“沉铝1”中生成含铝元素沉淀的离子方程式是________。

（3）结合下图分析“碱浸”时最优条件是________（填序号）。

A、200℃、8g/g、1.0h   B、200℃、10g/g、1.5h  C、220℃、10g/g、1.0h  D、220℃、12g/g、1.5h   

（4） “沉铝2”发生反应的离子方程式为________。

（5）流程中“一系列操作”是________。

（6）流程中可循环利用的物质是________。（填化学式）

（7）用1t含铝10.8%的粉煤灰，制得高纯度Al₂O₃ 80kg，其产率为________%（结果保留1位小数）。

（8）传统工艺流程中第一步是将粉煤灰用硫酸“酸浸”脱硅，与之相比硫酸铵法的优点是________。

Answer

SiO2 Al3++3NH3⋅H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ C CO2+[Al(OH)4]−=Al(OH)3↓+HCO3− 洗涤、灼烧 (NH4)2SO4 39.2 硫酸铵可循环利用，对设备的腐蚀比硫酸小

【解析】

粉煤灰的主要成份是Al2O3，主要杂质是SiO2、Fe2O3，加入硫酸铵焙烧，分别发生Fe2O3+4(NH4)2SO42NH4Fe(SO4)2+6NH3↑+3H2O，Al2O3+4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2+6NH3↑+3H2O，水浸得到的滤渣为SiO2，生成的氨气通入滤液中生成氢氧化铝、氢氧化铁，加入氢氧化钠，可生成[Al(OH)4]-，过滤除去氢氧化铁，在滤液中通入二氧化碳，可生成氢氧化铝，经过滤、洗涤、干燥，灼烧可生成氧化铝，以此解答该题。

(1)由以上分析可知“浸渣”的主要成分为SiO2,

故答案为：SiO2；

(2)“沉铝Ⅰ”中生成含铝元素沉淀的离子方程式是Al3++3NH3⋅H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，

故答案为：Al3++3NH3⋅H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；

(3)由图象可知“碱浸”时最优条件是220℃、10g/g、1.0h，

故答案为：C；

(4)“沉铝2”发生反应的离子方程式为CO2+[Al(OH)4]−=Al(OH)3↓+HCO3−，

故答案为：CO2+[Al(OH)4]−=Al(OH)3↓+HCO3−；

(5)由氢氧化铝得到氧化铝，应经洗涤，然后灼烧，

故答案为：洗涤、灼烧；

(6)母液1中含有硫酸铵，可循环利用，

故答案为：(NH4)2SO4；

(7)用1t含铝10.8%的粉煤灰，m(Al)=108kg，理论可制得氧化铝的质量为××102kg=204kg，而实际制得高纯度Al2O380kg，其产率为×100%=39.2%，

故答案为：39.2；

(8)该流程中硫酸铵可循环利用，对设备的腐蚀比硫酸小，

故答案为：硫酸铵可循环利用，对设备的腐蚀比硫酸小。