Question

以高硫铝土矿(主要成分为Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂，少量FeS₂和金属硫酸盐)为原料，生产Al(OH)₃并获得Fe₃O₄的部分工艺流程如图：

（1）焙烧过程均会产生SO₂，用于吸收SO₂的试剂可以是______。

（2）添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。

已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃

硫去除率=(1−)×100%

①500℃焙烧(不添加CaO的矿粉)时，去除的硫元素主要来源于______。

②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的主要原因是______。

（3）向含大量AlO₂^-的滤液中通入过量CO₂，得到Al(OH)₃白色沉淀，发生该反应的离子方程式为______。

（4）FeS₂与滤渣中Fe₂O₃在缺氧条件下焙烧生成Fe₃O₄和SO₂，理论上1molFeS₂完全参与反应生成的Fe₃O₄的物质的量为______mol。

Answer

NaOH溶液、Na2SO3溶液 FeS2 硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 11

【解析】

高硫铝土矿生产Al(OH)3并获得Fe3O4，由流程可知，矿粉中通入空气、加入氧化钙焙烧，其中氧化钙和二氧化硫反应生成亚硫酸钙，和二氧化硅反应生成硅酸钙，加入氢氧化钠溶液碱浸其中氧化铝溶解生成偏铝酸钠溶液，过滤得到滤液为偏铝酸钠溶液，焙烧时Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，滤液与足量二氧化碳反应生成氢氧化铝，以此来解答。

(1)吸收过量SO2可以用NaOH溶液或Na2SO3溶液；

(2)①不添加CaO的矿粉中S元素来源是FeS2和金属硫酸盐，多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃，所以可判断焙烧过程中S元素主要来源是FeS2；

②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，考虑加入CaO可能使S转化为CaSO4，形成的硫酸盐分解温度较高，所以会导致S的脱除率降低；

(3)向含AlO2-的滤液中通入过量CO2，得到Al(OH)3和HCO3-，离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

(4)FeS2与滤渣中Fe2O3在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，设有xmolFe2O3和ymolFeS2完全参加反应，根据电子得失守恒：2x×(3−)＝2y×5＋y×（−2)，解得＝16，所以理论上完全反应消耗的n(FeS2)：n(Fe2O3)＝1：16，若1molFeS2完全参与反应，消耗n(Fe2O3)=16mol，根据铁元素守恒，生成的Fe3O4的物质的量为11mol。