Question

【題目】煤炭燃燒發電副產物可用于提取高純度氧化鋁，其工藝流程如下：

已知：粉煤灰的主要成份是Al2O3，主要雜質是SiO2、Fe2O3。

“焙燒”的主要反應：Fe2O3+4(NH4)2SO4=2NH4Fe(SO4)2+6NH3↑+3H2O Al2O3+4(NH4)2SO4=2NH4Al(SO4)2+6NH3↑+3H2O 回答下列問題：

（1）“浸渣”的主要成分為________（填化學式）。

（2）“沉鋁1”中生成含鋁元素沉淀的離子方程式是________。

（3）結合下圖分析“堿浸”時最優條件是________（填序號）。

A、200℃、8g/g、1.0h B、200℃、10g/g、1.5h C、220℃、10g/g、1.0h D、220℃、12g/g、1.5h

（4） “沉鋁2”發生反應的離子方程式為________。

（5）流程中“一系列操作”是________。

（6）流程中可循環利用的物質是________。（填化學式）

（7）用1t含鋁10.8%的粉煤灰，制得高純度Al2O3 80kg，其產率為________%（結果保留1位小數）。

（8）傳統工藝流程中第一步是將粉煤灰用硫酸“酸浸”脫硅，與之相比硫酸銨法的優點是________。

Answer 1

【答案】SiO2 Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ C CO2+[Al(OH)4]=Al(OH)3↓+HCO3 洗滌、灼燒 (NH4)2SO4 39.2 硫酸銨可循環利用，對設備的腐蝕比硫酸小

【解析】

粉煤灰的主要成份是Al2O3，主要雜質是SiO2、Fe2O3，加入硫酸銨焙燒，分別發生Fe2O3+4(NH4)2SO42NH4Fe(SO4)2+6NH3↑+3H2O，Al2O3+4(NH4)2SO42NH4Al(SO4)2+6NH3↑+3H2O，水浸得到的濾渣為SiO2，生成的氨氣通入濾液中生成氫氧化鋁、氫氧化鐵，加入氫氧化鈉，可生成[Al(OH)4]-，過濾除去氫氧化鐵，在濾液中通入二氧化碳，可生成氫氧化鋁，經過濾、洗滌、干燥，灼燒可生成氧化鋁，以此解答該題。

(1)由以上分析可知“浸渣”的主要成分為SiO2,

故答案為：SiO2；

(2)“沉鋁Ⅰ”中生成含鋁元素沉淀的離子方程式是Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，

故答案為：Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；

(3)由圖象可知“堿浸”時最優條件是220℃、10g/g、1.0h，

故答案為：C；

(4)“沉鋁2”發生反應的離子方程式為CO2+[Al(OH)4]=Al(OH)3↓+HCO3，

故答案為：CO2+[Al(OH)4]=Al(OH)3↓+HCO3；

(5)由氫氧化鋁得到氧化鋁，應經洗滌，然后灼燒，

故答案為：洗滌、灼燒；

(6)母液1中含有硫酸銨，可循環利用，

故答案為：(NH4)2SO4；

(7)用1t含鋁10.8%的粉煤灰，m(Al)=108kg，理論可制得氧化鋁的質量為××102kg=204kg，而實際制得高純度Al2O380kg，其產率為×100%=39.2%，

故答案為：39.2；

(8)該流程中硫酸銨可循環利用，對設備的腐蝕比硫酸小，

故答案為：硫酸銨可循環利用，對設備的腐蝕比硫酸小。