磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Ca2+ |
开始沉淀的pH | 2.2 | 3.5 | 9.5 | 12.4 |
沉淀完全(c=1.0×10-5mol•L-1)的pH | 3.2 | 4.7 | 11.1 | 13.8 |
(1)“焙烧”中,TiO2、SiO2几乎不发生反应,Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐。写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式
Al2O3+4(NH4)2SO4 2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑
焙烧
Al2O3+4(NH4)2SO4 2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑
。焙烧
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是
Fe3+、Al3+、Mg2+
Fe3+、Al3+、Mg2+
。(3)“母液①”中Mg2+浓度为
1.0×10-6
1.0×10-6
mol•L-1。(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”,最适合的酸是
硫酸
硫酸
。“酸溶渣”的成分是 二氧化硅
二氧化硅
、硫酸钙
硫酸钙
。(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2•xH2O沉淀,该反应的离子方程式是
TiO2++(x+1)H2O TiO2•xH2O↓+2H+
△
TiO2++(x+1)H2O TiO2•xH2O↓+2H+
。 △
(6)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得
硫酸铵
硫酸铵
,循环利用。【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】Al2O3+4(NH4)2SO4 2NH4Al(SO4)2+3H2O+6NH3↑;Fe3+、Al3+、Mg2+;1.0×10-6;硫酸;二氧化硅;硫酸钙;TiO2++(x+1)H2O TiO2•xH2O↓+2H+;硫酸铵
焙烧
△
【解答】
【点评】
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