硫酸烧渣还原浸取铁
２０１２年１期 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７—７５４５．２０１２．０１．００３ 硫酸烧渣还原浸取铁 金程，李登新 （东华大学环境科学与工程学院，上海２０１６２０） 摘要：采用硫化物作助剂还原浸出硫酸烧渣中的三价铁。采用Ｌ （４。）四因素三水平正交试验，考察助剂 用量、硫酸用量、温度、时间对浸出效果的影响，并确定最佳配比。结果表明：影响的显著顺序为助剂用 量＞时间＞硫酸用量＞温度。在下述最佳条件下铁浸取率可以达到８７．８ ：起始液固比２：１、搅拌转 速１ ３００ ｒ／ｍｉｎ、助剂用量１７．２ ｇ、硫酸２３ ｍＬ、８５℃反应３ ｈ。 关键词：硫酸烧渣；还原酸浸；硫化物；铁；正交试验 中图分类号：ＴＦ８０３．２ １ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—７５４５（２０１２）０１—０００９—０４ Ｒｅｄｕｃｔｉｖｅ Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｉｒｏｎ ｆｒｏｍ Ｓｕｌｆａｔｅ Ｓｌａｇ ＪＩＮ Ｃｈｅｎｇ，ＬＩ Ｄｅｎｇ—ｘｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｅｒｒｉｃ ｉｒｏｎ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｔｉｖｅ ｌｅａｃｈｅｄ ｆｒｏｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｓｌａｇ ｗｉｔｈ ｓｕｌｆｉｄｅ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｄｏｓａｇｅ，ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ ｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｉｒｏｎ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｌ９（４。）ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｎｇ ｉｓ ｌｅａｃｈｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｄｏｓａｇｅ，ｒｅ－ ａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｉｒｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｒｅａｃｈｅｓ ８７．８ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：ｒａｔｉｏ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｏ ｓｏｌｉｄ ｏｆ ２：１，ｓｔｉｒｒｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ １ ３００ ｒ／ｍｉｎ，ｌｅａｃｈｉｎｇ ａ— ｇｅｎｔ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ １７．２ ｇ，ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ２３ ｍＬ，ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ８５℃ａｎｄ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ ｏｆ ３ ｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｌｆａｔｅ ｓｌａｇ；ｒｅｄｕｃｔｉｖｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ；ｓｕｌｆｉｄｅ；ｉｒｏｎ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ 以硫铁矿为原料制取硫酸过程中会产生一种粉 状尾渣，通常称作硫酸烧渣。烧渣中铁的品位一般 可以达到３Ｏ％以上。目前，利用硫酸烧渣中的铁制 备净水絮凝剂 、铁系颜料＿４Ｉ６］、磁性铁氧体材 料 的研究很多。由于经过高温煅烧，烧渣中的铁 绝大部分以Ｆｅ Ｏ 的形式存在，难以直接酸浸溶 出［ｇｑｏ］。本试验选用多种硫化物组成助剂，在 Ｈ。ＳＯ 溶液中对Ｆｅ。Ｏ。进行还原浸出。作者前期 已经进行了常压下还原酸浸单因素试验，考察了助 剂用量、硫酸用量、温度、时间、液固比等条件对浸出 效果的影响。本文在条件试验结果的基础上，进行 Ｌ。（４。）正交试验，以确定最佳浸出条件，分析各因素 对浸出效果的影响程度。 １ 浸出原理 Ｆｅ Ｏ 溶于硫酸可生成Ｆｅ抖，因为Ｆｅ抖的溶解 度小，易于水解而生成氧化铁晶格，所以硫酸烧渣直 接浸取难度很大。通过添加硫化物作助浸剂，在酸 性溶液中助剂能将Ｆｅ。 还原为Ｆｅ抖，从而减少了溶 液中Ｆｅ。 的浓度，抑制了Ｆｅ抖的水解，可以使得溶 液中的氧化铁晶格减少，从而加速烧渣中Ｆｅｚ０。的 溶浸［ａｌ－ｌＳ］。 基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３）项目（２００６ＡＡ０６ＺＩ３２）；上海市重点学科建设项目（Ｂ６０４） 作者简介：金程（１９８６一），女，山东淄博人，硕士研究生．
・ １０ ・ 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２０１２年１期 ２ 试验方法 ２．１试验原料 试验所用原料为某冶炼厂含硫金精矿硫酸化焙 烧后的酸浸尾渣（以下称硫酸烧渣），粒度组成为：＜ ４８ ｍ ０．６ 、４８～７５ ｋｔｍ ２７．８ 、７５～１５０ ｍ ４４．９ 、１５０～４２５肚ｍ １９．４ 、＞４２５ ｍ ７．３ ，可 以看出７０ 以上的烧渣粒度在４８～１５０ ｍ。硫酸 烧渣含Ａｕ ２１．１６ ｇ／ｔ、Ａｇ ２６．６６ ｇ／ｔ，其余成分 （ ）：ＴＦｅ ４０．２５、Ｆｅ”３９．６９、Ａｌ １．４３、Ｃａ １．３７、Ａｓ ０．８９、Ｐｂ ０．５６、Ｎａ ０．７５、ＳｉＯ２ ２４．５５、Ｓ １．１２，可以看 出，烧渣中９８ 以上的铁为三价铁，系典型的难浸 出物料。试验所用助剂为自制药剂，成分（ ）：ＺｎＳ ５Ｏ、Ｎａ２Ｓ ２５、ＭｎＳ ２０、ＣａＳ ４、Ｎａ２Ｓ２Ｏ３・５Ｈ ２Ｏ ０．５、 Ｃ３Ｈ３Ｎ３Ｓ３ ０．５。 ２．２试验方法 试验在５００ ｍＬ三口烧瓶中进行，试验装置如 图１所示。试验中，先将２５．０ ｇ硫酸烧渣和一定量 的助剂加入到三口烧瓶中，再按起始液固比２：１ （每克烧渣加水２ ｍＬ）加入一定量水。试验开始前， 先将定量的硫酸加入恒压漏斗中，转动活塞将硫酸 加人到三口烧瓶中时，开始计时。保持在恒定温度 下搅拌反应一定时间，控制转速为１ ３００ ｒ／ｍｉｎ。反 应停止后，将料液抽滤，滤液定容后按ＧＢ／Ｔ ７７３９．７—２００７分析浸出液中铁的含量，计算铁的浸 出率。
恒温加热磁力搅拌器 气体缓冲器 图１试验装置 Ｆｉｇ．１ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｅｔｕｐ ２．３试验结果与讨论 ２．３．１正交试验 在单因素条件试验基础上，设计Ｌ。（４。）四因素 三水平正交试验，以确定各因素对试验效果影响的 显著性，并确定最佳工艺条件。正交试验因素及水 平分别为：Ａ一助剂用量（１０．３ ｇ、１３．８ ｇ、１７．２ ｇ）；Ｂ 硫酸用量（１７ ｍＬ、２Ｏ ｍＬ、２３ ｍＬ）；Ｃ一温度（７５ ℃、８５℃、９５℃）；Ｄ一时间（１ ｈ、２ ｈ、３ ｈ），试验结果 见表１。 表１ Ｌ，（４ ）正交试验结果 Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｌ９（４ ）ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ 编号 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 浸出率／ １ １ １ １ １ ５６．１ ２ １ ２ ２ ２ ６１．３ ３ １ ３ ３ ３ ６５．６ ４ ２ １ ２ ３ ８２．５ ５ ２ ２ ３ １ ８０．２ ６ ２ ３ １ ２ ７９．１ ７ ３ １ ３ ２ ７９．０ ８ ３ ２ １ ３ ８２．７ ９ ３ ３ ２ １ ８３．１
根据表１结果，各因素对硫酸烧渣中铁的浸出 率影响的显著顺序为：Ａ＞Ｄ＞Ｂ＞Ｃ。因素Ａ的影 响远远大于其他三个因素，这也充分证明了在试验 选取的范围内，助剂的加入能显著提高铁的浸出率。 由表ｌ可以看出，这四个因素的最佳水平组合为 Ａ３Ｂ３Ｃ２Ｄ３。 ２．３．２验证性试验 根据正交试验结果，按最优组合Ａ。 Ｃ Ｄ。 （１７．２ ｇ助剂，２３ ｍＬ硫酸，８５℃，３ ｈ）条件进行还 原酸浸的验证性试验，得到硫酸烧渣中铁的平均浸 出率为８７．８ 。 ２．３．３表面形态表征及物相分析 图２分别为硫酸烧渣和还原浸出后残渣的 ＳＥＭ图谱。可以看出，原烧渣颗粒呈疏松多孔状， 这有利于酸浸反应的进行。经还原浸出后，烧渣形 貌发生显著变化，粒径明显减小，颜色深浅也发生改 变，这与反应前后烧渣的物相组成及含量改变有关。 硫酸烧渣酸浸前后的ＸＲＤ图谱见图３。经检 索，烧渣在反应前，在２０＝３３．３ ｏ）和３５．７６ ｏ）处有 很强的赤铁矿的特征衍射峰，在２０—４９．５８（。）、 ５４．２２ ｏ）和６２．５６（。）处也有一定强度的赤铁矿衍射 峰；在２０＝２６．７（。）附近仍出现较强的石英特征衍射 峰；此外，不能检索出其他物相的存在。 经还原酸浸后，赤铁矿的衍射峰变得非常微弱， 石英的衍射峰强度基本不变，而在２０＝２３．２（。）处明 显出现硫磺的主峰，在２０—２５．９８ ｏ）、２７．８６（。）、 １ ｌ ９ ８ 他 ６ ６ ９ Ｏ 陀 ５ ７ ９ ４ 弛 ０ ６ ６ ６ ∞踞肋 １ ２ ３ 值值值Ｒ 均
均均 ２０１２年Ｉ期 有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２８．８０（。）和２９．０６ ｏ）处也有一定强度的单质硫的衍 射峰，这证明了浸出过程中有固态产物硫磺生成。
３ 结论 图２硫酸烧渣（ａ）和酸浸后残渣（ｂ）的ＳＥＭ图谱 Ｆｉｇ．２ ＳＥＭ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ ｏｆ ｓｕｌｆａｔｅ ｓｌａｇ（ａ）ａｎｄ ｉｔｓ ｌｅａｃｈｅｄ ｒｅｓｉｄｕｅｓ（ｂ） 反应前
反应后 ｆｌ：ＳｉＯ ｂ：Ｆｅ２０３ ｃ：Ｓ Ｓ １Ｉ】 Ｆｉｇ．３ 】５ ２（） ２５ ３０ ３５ ４０ ４５ ５ｆ） ５５ ６Ｏ ６５ ７（） ２０／（。） 图３硫酸烧渣酸浸前后ＸＲＤ谱图 ＸＲＤ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｓｕｌｆａｔｅ ｓｌａｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｌｅａｃｈｅｄ ｒｅｓｉｄｕｅｓ １）用助剂还原浸出硫酸烧渣中的铁是可行的， 在试验选取的范围内各因素对硫酸烧渣中铁的浸出 率影响的显著顺序为：助剂用量＞时间＞硫酸用量 ＞温度。 ２）在最优条件组合１７．２ ｇ助剂，２３ ｍＬ硫酸， ８５℃，３ ｈ下，硫酸烧渣中铁的平均浸出率为 ８７．８％。 ３）烧渣酸浸后形貌明显改变，粒径变小，有固态 产物硫磺生成。 参考文献 ［１］姜华，罗罹，吕亮．烧渣制备聚合硫酸铁及其对造纸废 水的处理效果ＥＪ］．中国给水排水，２００８，２４（１９）：８０—８３． ［２］李德明．硫酸烧渣制备聚合磷硫酸铁及其对城市生活 污水的处理效果ＥＪ］．安徽职业技术学院学报，２０１０，９ （２）：２４ ２６． Ｅ３］姜凌，董亚妮，田萍．用硫铁矿烧渣制取聚合硫酸铁的 实验研究ＥＪ］．环境科学与技术，２０１０，３３（８）：１４８—１５１． Ｅ４］陈吉春，汤义兰．硫铁矿烧渣制备铁蓝工艺的研究［Ｊ］． 矿业工程，２００７，５（５）：６５ ６８． ［５］李登新，寇文胜，钟非文，等．一种含硫金精矿酸化焙烧 ● Ｌ ５
有色金属（冶炼部分）（ｈｔｔｐ：／／ｙｓｙ１．ｂｇｒｉｍｍ．ｃｎ） ２０１２年１期 渣制备铁红的方法：中国，ＺＬ２００５１００３００１６．８［Ｐ］． ２００６一Ｏ５—１７． Ｅ６］李志金．酸浸渣制取高品质铁红的研究［Ｄ］．上海：东 华大学，２００５． ［７］徐杰，李书营，王瑞．硫铁矿烧渣的综合利用研究ＥＪ］． 环境科学与管理，２０１０，３５（２）：１５３—１５７． ［８］Ｚｏｕ Ｚ，Ｘｕａｎ Ａ Ｇ，Ｙａｎ Ｚ Ｇ，ｅｔ ａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｅ３Ｏ４ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｆｒｏｍ ｃｏｐｐｅｒ／ｉｒｏｎ ｏｒｅ ｃｉｎｄｅｒ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｍｉｃｒｏ— ｗａｖｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，６５：１６０—１６４． ［９］郑晓虹，陈玉峰，黄升光，等．硫酸浸取法从硫铁矿烧渣 中提取铁的研究［Ｊ］．化工进展，２００３（２）：１６５—１６８． ［１Ｏ］占寿祥，郑雅杰．硫铁矿烧渣酸浸反应动力学研究 ［Ｊ］．化学工程，２００６，３４（１１）：３６—３９． ｒ ｌ１］Ａｔａ Ａｋｃｉｌ，Ｈａｓａｎ Ｃｉｆｔｃｉ．Ｍｅｔａｌｓ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｆｒｏｍ ｍｕｌｔｉｍ— ｅｔａｌ ｓｕｌｐｈｉｄｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ（ＣｕＦｅＳ２一ＰｂＳ－ＺｎＳ）：ｃｏｍｂｉ— ｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ［Ｊ］． Ｉｎｔ．Ｊ．Ｍｉｎｅｒ．Ｐｒｏｃｅｓｓ，２００３，７１：２３３—２４６． ［１２］Ｓｏｕｚａ Ａ Ｄ，Ｐｉｎａ Ｐ Ｓ，Ｌｅａ０ Ｖ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ａ ｚｉｎｃ ｓｕｌｐｈｉｄｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｉｎ ａｃｉｄ ｆｅｒｒｉｃ ｓｕｌ— ｐｈａｔｅ［Ｊ］．Ｈｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ，．２００７，８９：７２—８１． ［１３］Ｔａｐｉｏ Ｓａｌｍｉ，Ｈｅｎｒｉｋ Ｇｒｆｎｍａｎ，Ｈｅｉｄｉ Ｂｅｒｎａｓ，ｅｔ ａ１． Ｍｅｃｈａｎｉｓｔｉｃ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｍａｓｓ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｏｒ ａ ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ ｓｙｓｔｅｍ：Ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｚｉｎｃ ｗｉｔｈ ｆｅｒｒｉｃ ｉｒｏｎ ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１０，６５：４４６０ ４４７１． ［１４］Ｓｉｌｖｉａ Ｍ Ｃ Ｓａｎｔｏｓ，Ｒｅｍｉｇｉｏ Ｍ Ｍａｃｈａ－ｄｏ，Ｃｏｒｒｅｉａ Ｍ Ｊｏａｎａ Ｎ，ｅｔ ａ１．Ｆｅｒｒｉｃ ｓｕｌｐｈａｔｅ／ｃｈ１ｏｒｉｄｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｏｆ ｚｉｎｃ ａｎｄ ｍｉｎｏｒ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ａ ｓｐｈａｌｅｒｉｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ［Ｊ］．Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，２３：６０６—６１５． ［１５］金程，王恩强，李登新．硫酸烧渣加压浸取铁ＥＪ］．有色 金属（冶炼部分），２０１１（１１）：６－８．
铁矾渣还原焙烧制备磁铁矿的研究
铁矾渣还原焙烧制备磁铁矿的研究
路殿坤;金哲男;谢峰;王萌
【摘 要】对某锌冶炼厂的铁矾渣进行了粉煤还原焙烧-磁选试验研究,考查了焙烧过程中Zn、Fe、S等主要元素的行为.研究结果表明,在900℃时还原焙烧可以产出磁性很强的磁铁矿,Zn转化为铁酸锌.超过900℃时会有有碱性硫化物生成.粉煤还原焙烧铁矾的最佳条件是:温度900℃,粉煤用量为45g/kg,焙烧时间75min.此时烧渣含S3.07％,含Fe55.94％,烧渣水浸后含S降低到1.47％.在最佳条件下进行焙烧—磁选,精矿含Fe在58.99％ ～ 58.72％之间,精矿中Zn含量均比尾矿高约1％,烧渣中大部分S与磁性产物在一起,磁选精矿含S在2.5％～3％之间.
【期刊名称】《铜业工程》
【年(卷),期】2013(000)001
【总页数】6页(P6-11)
【关键词】铁矾渣;还原焙烧,磁选;烧渣;磁铁矿
【作 者】路殿坤;金哲男;谢峰;王萌
【作者单位】东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819
【正文语种】中 文
【中图分类】TF046.2
1 引言
我国锌产量连续多年位居世界第一，2011年锌产量达到 537.5 万 t，约占全球产量的 45%［1－2］，其中湿法锌占总产量的70%以上［3］。湿法炼锌最主要脱除的杂质是铁，最常用的除铁技术是黄钾铁矾沉铁，产出的铁矾中除了铁之外，还含有一定量的Zn、In、Ag、Cu、Cd 等有价金属。目前全国堆存铁矾渣量超过3000万t，而且仍以每年超过100万t的速度增长［4］。铁矾渣属于半稳定渣，随着环境条件的变化，其中所含的重金属会给环境带来危害，因此，铁矾渣的资源化利用研究日益受到关注。
目前对铁矾渣中有价元素的综合利用主要集中在In、Zn、Ag等有色金属的回收;而Fe的回收在工业上鲜有应用，Fe的综合利用研究也多集中在制备铁系化工产品方面。这些方法在实际应用过程中存在两个主要问题。首先是市场容量和铁矾渣产量不匹配的问题。例如，铁系颜料和化工产品年消耗量在数十万吨［5－6］，而现存的铁矾渣已在3000万t以上，而且每年还在以百万吨的速度增加;其次是铁矾中杂质较多，成分复杂，制备化工产品存在流程长、工序复杂、成本高等缺点，因此难于推广应用。
氧化还原反应4
4.氧化还原反应
（2015·四川）1．下列物质在生活中应用时，起还原作用的是
A. 明矾作净水剂
B. 甘油作护肤保湿剂
C. 漂粉精作消毒剂
D. 铁粉作食品袋内的脱氧剂
【答案】D
【解析】A选项明矾净水原理是Al3++H
2O=Al(OH)
3+3H+,不是氧化还原反应；B选项甘油为丙三醇，三
个羟基有很强的吸水性，故护肤品常常用它吸附水分，来为皮肤补水，并非为氧化还原反应；C选项
漂粉精主要成份是Ca(ClO)2，空气中发生反应Ca(ClO)
2 +CO
2 + H
2O ===CaCO
3 + 2HClO，HClO有强
氧化性能杀灭细菌；D选项原理是：Fe与水蒸气、氧气反应生成铁的水合物：4Fe+3O2=2Fe
2O
3，铁作
还原剂起还原作用。点评：考查生活中常见物质的作用及其原理
（2015·上海）8．下列反应中的氨与反应4NH3 + 5O
2 → 4NO + 6H
2O中的氨作用相同的是( )[多选]
A．2Na + 2NH
3 → 2NaNH
2 + H
2↑ B．2NH
3 + 3CuO → 3Cu + N
2 +3H
2O
C．4NH
3 + 6NO → 5N
2 + 6H
2O D．3SiH
4 + 4NH
3 → Si
3N
4 + 12H
2
【答案】BC
【解析】由4NH3+5O
2=4NO+6H
2O可知，氨的作用是还原剂，故选BC。
（2015·上海）21．工业上将Na
2CO
3和Na
2S以1:2的物质的量之比配成溶液，再通入SO
2，可制取
Na
2S
2O
3，同时放出CO
2。在该反应中（）[多选]
A．硫元素既被氧化又被还原
B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
C．每生成1molNa
2S
2O
3，转移4mol电子
D．相同条件下，每吸收10m3SO
2就会放出2.5m3CO
2
【答案】AD
【解析】由题意可得该反应的化学反应方程式为：Na2CO
3+2Na
2S+4SO
2=3Na
2S
2O
3+CO
2，反应中，硫元素
既被氧化又被还原，A正确；氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1，B错误；每生成3molNa2S
硫铁矿烧渣酸浸铜反应动力学研究
第３１卷第４期 ２０１０年８月 化学工业与工程技术 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ＶｏＩ．３１ ＮＯ．４ Ａｕｇ．，２Ｏ１０
硫铁矿烧渣酸浸铜反应动力学研究
周 海，徐光泽，田 雪，陈 亮，于少明
（合肥 【业大学化工学院，安徽合肥２３０００９）
摘要：研究了硫酸烧渣的硫酸浸铜过程中，搅拌速率、浸出剂初始质量浓度、固液比、浸出温度和矿 物粒径对浸出率的影响，并对硫铁矿烧渣浸取铜过程动力学进行了分析。研究结果表明，该浸出过程符 合收缩芯模型，与化学反应控制动力学方程式相吻合，浸出反应的表观活化能为３９．１９ ｋＪ／ｔｏｏｌ，浸出过 程控制步骤为化学反应控制。 关键词：硫铁矿烧渣；铜浸取；动力学；表观活化能 中图分类号：ＴＱ１１１．１９ 文献标识码：Ａ文章编号：１００６—７９０６（２０１０）０４—０００５—０４
Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｐｐｅｒ ｆｒｏｍ ｐｙｒｉｔｅ ｃｉｎｄｅｒ
ＺＨＯＵ Ｈａｉ，ＸＵ Ｇｕａｎｇｚｅ，ＴＩＡＮ Ｘｕｅ，ＣＨＥＮ Ｌｉａｎｇ，ｙＵ Ｓｈａｏｍｉｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｔｉｒｒｉｎｇ ｓｐｅｅｄ，ｉｎｉｔｉａｌ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｓｏｌｉｄ—ｔＯ—ｌｉｑｕｉｄ ｒａｔｉｏ，ｌｅａｃｈｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｐｐｅｒ ｗｉｔｈ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｆｒｏｍ ｐｙｒｉｔｅ ｃｉｎｄｅｒ ａｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ａｎｄ ｋｉｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｐｐｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｃｉｎｄｅｒ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃａｎ ｂｅ ｒｏｏｄ— ｅｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｈｒｉｎｋｉｎｇ ｃｏｒｅ ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃ ａｐｐａｒｅｎｔ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｓ ａｂｏｕｔ ３９．１９ ｋｌ／ｍｏｌ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｅａｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｙｒｉｔｅ ｃｉｎｄｅｒ；Ｃｏｐｐｅｒ ｌｅａｃｈｉｎｇ；Ｋｉｎｅｔｉｃｓ；Ａｐｐａｒｅｎｔ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ
利用硫铁矿烧渣制备电池级磷酸铁工艺研究
利用硫铁矿烧渣制备电池级磷酸铁工艺研究
在探索科技的海洋里，我们总能找到那些让生活变得更加精彩的小秘密。比如，如何把废弃的硫铁矿烧渣变废为宝，变成制造电池级磷酸铁的关键原料？这不是什么高科技，但确实能让我们的生活更绿色、更环保。
想象一下，你手里拿着一堆看似无用的烧渣，心里却在想：“这些废物到底该怎么处理呢？”别急，今天咱们就来聊聊这个让人头疼的问题。得明白，硫铁矿烧渣虽然看起来不起眼，但其实它里面藏着不少宝贝呢！
你知道吗？硫铁矿烧渣其实是一种宝贵的资源。经过科学处理后，它们可以变身成为制造电池级磷酸铁的重要原料。这个过程听起来是不是有点像“点石成金”呢？没错，就是这么神奇！
怎么个变法儿呢？简单来说，就是通过一系列复杂的化学反应，把烧渣里的硫元素和磷元素给分离出来。这个过程就像是一场化学盛宴，各种试剂和反应器都派上了用场，最后得到的磷酸铁产品，不仅质量上乘，而且环保效益显著。
想象一下，如果你能参与到这个过程中去，那该有多酷啊！不仅能学到很多关于化学的知识，还能为环保事业贡献一份力量。这可真是一举两得，既满足了好奇心，又为地球的未来添砖加瓦。
当然了，这个过程也不是一帆风顺的。毕竟，任何一项技术的成功都需要经历无数次的试验和改进。但是，只要我们坚持不懈地努力，总有一天，我们能够实现这个梦想！
所以，亲爱的朋友们，让我们一起来关注这个小小的硫铁矿烧渣吧！也许有一天，我们会惊讶地发现，这些不起眼的废弃物竟然能创造出如此巨大的价值！让我们一起期待那一天的到来吧！
高中化学 金属复习—铁(Fe)
高中化学 金属复习—铁（Fe）
1．铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取
0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40mol.L-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：
（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得 n（Fe）：n（Cl）=1:2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中，FeCl2可用铁粉和 反应制备，FeCl3可用铁粉和 反应制备；
（3）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为
（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为
与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为 ，该电池总反应的离子方程式为 。
2．废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：
2021年高考试题化学(四川卷)解析版
2021年普通高等学校招生全国统一考试（四川卷）
化学
1．下列物质在生活中应历时，起还原作用的是
A．明矾作净水剂
B．甘油作护肤保湿剂
C．漂粉精作消毒剂
D．铁粉作食物袋内的脱氧剂
【答案】D
【解析】
试题分析：A、明矾净水是因为Al3+水解成Al(OH)3胶体吸附；B、甘油具有强的吸湿性，可让皮肤上的水分不会太快散发，同时适当从空气中吸收水蒸气，故用作保湿剂；C、漂粉精具有强氧化性，故可作消毒剂；D、铁粉可以消耗食物袋中的氧气，铁粉自身被氧化，起还原作用。选D。
考点：氧化还原反映
2．下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是
A．该溶液中Na+、NH4+、NO3-、Mg2+可以大量共存
B．通入CO2气体产生蓝色沉淀
C．与H2S反映的离子方程式：Cu2++ S2-=CuS↓
D．与过量浓氨水反映的离子方程式：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+
【答案】A
考点：离子反映
3．下列操作或装置能达到实验目的的是
【答案】C
【解析】
试题分析：A、视线应平视，俯视使浓度偏大；B、氯气要和饱和碳酸氢钠反映，应用饱和食盐水；D、电石产生的气体中混有H2S等杂质气体也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。选C。
考点：实验大体操作
4．用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液PH为9~10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确．．．的是
A．用石墨作阳极，铁作阴极
B．阳极的电极反映式为：Cl－ + 2OH－－2e－= ClO－ + H2O
C．阴极的电极反映式为：2H2O + 2e－ = H2↑ + 2OH－
D．除去CN－的反映：2CN－+ 5ClO－ + 2H+ = N2↑ + 2CO2↑ + 5Cl－+ H2O
【答案】D
考点：电化学基础知识
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．与D2O的混合物中所含中子数为NA B．常温常压下，乙醛所含σ键数量为
(完整版)初三化学工艺流程题题
(完整版)初三化学工艺流程题题
一、中考化学流程题
1．某硫酸厂产生的烧渣（主要含 Fe2O3、FeO 及少量 SiO2）可用于制备FeSO4•7H2O和还原铁粉，其流程如图。
Ⅰ．写出“酸溶”中发生的任一反应的化学方程式___________。
Ⅱ．“滤渣”的主要成分是___________（填化学式）。
Ⅲ．“还原”时，FeS2 被氧化的化学方程式是：7Fe2(SO4)3＋FeS2＋8H2O＝15FeSO4＋8
___________。
Ⅳ．经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到 FeSO4•7H2O、FeSO4•4H2O
和FeSO4•H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示（仅在 56.7℃、64℃温度下可同时析出两种晶体）。
温度/℃ 0 10 30 50 56.7 60 64 70 80 90
溶解度/S 14.0 17.0 25.0 33.0 35.2 35.3 35.6 33.0 30.5 27.0
析出晶体 FeSO4•7H2O FeSO4•4H2O FeSO4•H2O
若从硫酸亚铁溶液中结晶析出 FeSO4•7H2O 晶体，应控制的结晶温度（T）的范围为___________。
Ⅴ．“焙烧”时，烧渣、无烟煤、CaCO3的投料质量比为 100:40:10。温度对焙烧炉气含量的影响变化如图一所示，焙烧时间对还原铁粉的产率影响如图二所示。
（1）焙烧温度通常控制在 1000℃时，原因可能是___________；
（2）添加CaCO3的目的是：①脱除 SiO2 等；② ___________ 。
（3）“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
4～5 小时，超过 5 小时后还原铁粉产率降低的原因是___________。
Ⅵ．制得的还原铁粉中含有 Fe 和少量 Fe2C。为确定还原铁粉中碳元素含量，设计如下实验：
硫酸烧渣中回收金的工艺
硫酸烧渣中回收金的工艺
1. 破碎和磨矿，首先将硫酸烧渣进行破碎和磨矿，以便将其粉碎成适当的颗粒大小，这有助于后续的冶炼和提取过程。
2. 浸出，接下来，使用化学浸出法将金从硫酸烧渣中提取出来。这通常涉及使用氰化物或硫氰化物等化学物质来与金形成络合物，然后通过浸出过程将金从渣中溶解出来。
3. 固液分离，在浸出过程完成后，需要进行固液分离，将含金溶液与固体渣分离开来。
4. 精炼，接下来，通过电解、吸附或其他方法对含金溶液进行精炼，以去除杂质并得到高纯度的金。
5. 沉淀和熔炼，将精炼后的金溶液进行沉淀，得到金的固态沉淀物，然后通过熔炼将其转化为金属形式。
6. 尾矿处理，最后，对残留的尾矿进行处理，以回收可能的其他有价值的金属或化合物，并进行环保处理。
需要注意的是，硫酸烧渣中回收金的工艺涉及到化学品的使用和高温高压条件下的操作，因此在实际操作中需要严格控制工艺参数，并且要注意安全环保。同时，不同的硫酸烧渣成分和含金量都会对回收工艺产生影响，因此需要针对具体情况制定合适的工艺流程。
硫铁矿烧渣的资源化回收利用方法
硫铁矿烧渣的资源化回收利用方法
硫铁矿烧渣是一种常见的副产品，产生于硫铁矿的冶炼过程中。在传统的冶炼工艺中，硫铁矿烧渣通常被视为废弃物，被直接丢弃到废渣堆中，造成了资源的浪费和环境的污染。然而，随着资源的日益稀缺和环境保护意识的增强，研究人员和工程师们积极寻求一种可行的方法来回收利用硫铁矿烧渣。
1. 回收铁资源
硫铁矿烧渣中含有较高比例的铁元素，因此可以利用物理或化学方法从烧渣中回收铁资源。常用的方法包括磁选和浮选。磁选是利用硫铁矿烧渣中铁矿石的磁性，通过磁力将铁矿石分离出来。而浮选则是利用硫铁矿烧渣中铁矿石的比重和表面性质的差异，在适当的药剂条件下，使铁矿石悬浮在矿浆中，通过气泡的作用将其从烧渣中分离出来。
2. 回收硫资源
硫铁矿烧渣中的硫含量较高，可以通过酸浸或高温还原的方法回收硫资源。酸浸是将硫铁矿烧渣浸泡在酸性溶液中，使其中的硫元素溶解出来，并通过沉淀或其他方式将其从溶液中分离出来。高温还原则是将硫铁矿烧渣在高温下与还原剂反应，使硫元素从烧渣中释放出来，并通过适当的收集方法进行回收。
3. 制备水泥材料
硫铁矿烧渣中含有一定比例的氧化铁和矽酸盐等物质，可以作为水泥生产中的一种原料。将硫铁矿烧渣与其他适当的原料混合研磨后，可以得到一种具有活性的粉状物质，用于生产高强度水泥。硫铁矿烧渣还可以用于调节水泥的物理性能，如增稠和减水，从而提高水泥的使用性能。
4. 应用于土壤改良
硫铁矿烧渣中含有丰富的微量元素和无机物质，可以作为优质的土壤改良剂。当硫铁矿烧渣被添加到土壤中时，其微量元素和无机物质可以提供植物生长所需的营养，改善土壤的肥力和结构。硫铁矿烧渣中的无机物质还可以中和酸性土壤，提高土壤的pH值并减少土壤的毒性，从而创造适宜农作物生长的环境。
总结回顾：
通过对硫铁矿烧渣的资源化回收利用方法的探讨，可以发现烧渣作为一种副产品，具有丰富的资源潜力。通过回收铁资源、硫资源以及应用于制备水泥材料和土壤改良等方面，可以实现对硫铁矿烧渣的综合利用。这不仅可以减少资源的浪费，降低环境污染，还有助于推动可持续发展的目标。相信随着技术的不断进步和工艺的改进，硫铁矿烧渣的回收利用将会越来越广泛应用于工业生产和农业领域，为社会经济的可持续发展贡献力量。
广东省各地市2023届高考化学一模试题分类汇编-02工业流程题
试卷第1页，共10页广东省各地市2023届高考化学一模试题分类汇编-02工业流
程题
一、工业流程题
1．（广东省惠州市2023届高三下学期第一次调研考试化学试题）利用硫酸烧渣(主要含
23FeO
、FeO，还含有
2SiO
和CuO等)来制取
4FeSO
溶液。
(1)①将硫酸烧渣进行粉碎，其目的是_______。
②“
酸浸
”时，
23FeO
发生反应的离子方程式是_______。
(2)“还原”时，铁粉将3
Fe
、2
Cu
还原为2
Fe
和Cu。检验3
Fe
是否已全部被还原，所选
用试剂的化学式是_______。
(3)将得到的
4FeSO
溶液进行下列操作，测定其物质的量浓度：
步骤一：取
410.00mLFeSO
溶液，将其稀释成100.00mL溶液。
步骤二：取25.00mL稀释后的溶液，向其中加入1
0.100molL
酸性
4KMnO
溶液。恰好
反应时，记下消耗
4KMnO
溶液的体积。
步骤三：重复上述实验3次，平均消耗
4KMnO
溶液20.00mL。
已知：223
42___MnO___Fe___H___Mn___Fe___HO+
(未配平)
①配平上述方程式_______。
②“步骤一”中稀释时所用的水需先进行加热煮沸，其目的是_______。
③试通过计算，求原
4FeSO
溶液的物质的量浓度是多少？(写出计算过程)_______
2．（广东省江门市2023届高三下学期第一次模拟考试化学试题）(氧化铬(Cr
2O
3)可用作
着色剂、分析试剂、催化剂等。以含铬废料(含FeCr
2O
4、MgO、SiO
2、Al
2O
3等)为原料
制备氧化铬的一种流程如图所示。试卷第2页，共10页
已知：烧渣的成分为Na
2CrO
4、NaAlO
2、Na
2SiO
3、Fe
2O
3、MgO；25℃时，
K
sp[Fe(OH)
3
]=4×10
-38、Ksp[Al(OH)
3]=1×l0-33
、K
sp[Mg(OH)
2]=2×10-11
，溶液中离子浓度
≤10-5mol·L-1
时，认为该离子沉淀完全。回答下列问题：