Question

某硫酸厂产生的烧渣(主要含、及少量)可用于制备和还原铁粉，其流程如图：

(1)“酸溶”前需粉碎烧渣，其目的是_________、________。

(2)“滤渣”的主要成分是_________(填化学式)。

(3)“还原”时，被氧化为的离子方程式是_________。

(4)“焙烧”时，烧渣、无烟煤、的投料质量比为100∶40∶10，温度控制在1000℃(温度对焙烧炉气含量的影响变化如图所示)：

添加的目的是：①脱除等；②_________。

(5)“焙烧”在半封闭装置中进行，投料层表面盖有适当厚度的煤层，“焙烧”时间控制在4～4.5小时(焙烧时间对还原铁粉产率的影响如图所示)，超过5小时后还原铁粉产率降低的原因是_______。

Answer

提高铁的浸出率 加快反应速率 分解产生的与C反应生成CO 绝大部分C已被消耗，CO浓度下降，铁部分被氧化

【解析】

烧渣(主要含Fe2O3、FeO及少量SiO2)经过酸浸，SiO2不与稀硫酸反应而沉淀，滤液中主要溶质为硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸，向滤液中加入FeS2将硫酸铁还原生成硫酸亚铁，然后进行过滤将S、FeS2除去，然后经过一系列操作得到FeSO4•7H2O；

焙烧过程中加入CaCO3在高温条件下与SiO2反应将硅脱除以及高温分解生成CO2，然后利用CO2与C反应生成CO，利用CO将铁氧化物还原生成铁单质，然后利用铁单质具有磁性分离，据此解答本题。

（1）将固体粉碎可提高铁的浸出率以及增加反应接触面积从而加快反应速率；

（2）由上述分析可知，滤渣的主要成分为SiO2；

（3）该反应的氧化剂为Fe3+，反应后生成Fe2+，FeS2中S元素化合价从-1价升高为+6价的，根据氧化还原反应得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可知其反应离子方程式为：；

（4）由上述分析可知，添加CaCO3的目的还有分解产生的CO2与C反应生成CO；

（5）投料时煤的量为一定值，当焙烧时间超过5h后，煤几乎被消耗完，装置中CO的浓度将会下降，该装置为半封闭装置，空气中O2进入装置中，会将部分铁氧化，故答案为：绝大部分C已被消耗，CO浓度下降，铁部分被氧化。