采用廢鐵屑還原軟錳礦(軟錳礦主要成分是MnO2,還含有Fe2O3、MgO、SiO2和NiCO3雜質(zhì))來制備Mn的工藝流程如圖所示.
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已知:生成氫氧化物的pH見下表
離子 |
Fe2+ |
Fe3+ |
Mg2+ |
Ni2+ |
Mn2+ |
開始沉淀的pH |
7.5 |
2.7 |
8.1 |
7.7 |
8.3 |
完全沉淀的pH |
9.7 |
3.7 |
9.4 |
8.4 |
9.8 |
(1)“酸浸”前將原料粉碎的目的是
增大反應(yīng)物接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率
增大反應(yīng)物接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率
.
(2)加入量MnO
2的目的是
將浸出液中的Fe2+氧化為Fe3+
將浸出液中的Fe2+氧化為Fe3+
,其反應(yīng)的離子方程式為
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O
.
(3)常溫下,已知K
b(NH
3?H
2O)=4×10
-5,則0.1mol/L的NH
3?H
2O的pH約為
11.3
11.3
.(lg2=0.3).
(4)“調(diào)節(jié)pH”操作中pH控制范圍為
3.7≤pH<7.7
3.7≤pH<7.7
.
(5)“沉錳”過程中的離子方程式為
Mn
2++
+NH
3?H
2O=MnCO
3↓+
+H
2O或Mn
2++
+NH
3=MnCO
3↓+
Mn
2++
+NH
3?H
2O=MnCO
3↓+
+H
2O或Mn
2++
+NH
3=MnCO
3↓+
,其過程中溫度和pH對Mn
2+和Mg
2+沉淀率的影響如圖所示,由圖可知,“沉錳”的合適條件是
溫度為45℃,pH為7.5
溫度為45℃,pH為7.5
.
(6)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是
H2SO4
H2SO4
.