1.流程图的结构特点

(1) 跟踪物质,判断滤渣、滤液中物质,书写物质的化学式(或电子式)。
(2) 分析每个步骤中可能发生的化学反应,书写化学或离子方程式。
2.原料处理
(1) 粉碎的目的:增大反应的面积,加快反应速率。
(2) 焙烧的目的
①高温下,硫化物与空气中的O2反应(如FeS2与O2反应生成Fe2O3和SO2)。
②除去硫、碳单质。
③除去有机物等。
(3) 酸浸与碱浸
①酸浸的主要目的是将矿石(或原料)中金属、金属氧化物等转化为可溶性的金属离子。
②碱浸的主要目的一般是除去原料中的油脂、溶解两性氧化物(如氧化铝)等;氨水还能与金属离子形成配离子进入溶液。
(4) 提高浸取率的主要方法:将矿石粉碎;适当加热;充分搅拌;适当提高浸取液的浓度;适当延长浸取时间等。
[说明]①在分析“浸出率”图表,解释“浸出率”高低变化的原因时(“浸出率”升高,一般是反应温度__升高__,反应速率__增大__;但当“浸出率”达到最大值后,温度升高,“浸出率”反而下降,一般是因为反应试剂的__分解或挥发__),试题常考查在工业生产中控制浸取的最佳条件,即选择达到最高“浸出率”的时间、温度等。
②虽然提高浸取液的浓度(如提高稀硫酸的浓度),往往有利于提高浸取率,但是酸又不能加入太多,因为后续除杂流程中还要加入碱性物质来提高溶液的pH。
3.除杂方法
(1) 形成氢氧化物沉淀
①在酸性条件下,常将Fe2+氧化为Fe3+,便于在后续步骤中转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
当氧化剂为H2O2时,发生反应的离子方程式为__2Fe2++H2O2+2H+═══ 2Fe3++2H2O__(注意:温度不能太高,防止__H2O2分解__);当用二氧化锰作氧化剂,发生反应的离子方程式为__MnO2+2Fe2++4H+═══Mn2++2Fe3++2H2O__。
②通过计算使Al3+、Fe3+等形成__Fe(OH)3 、Al(OH)3__沉淀。计算完全沉淀时的c(OH-),控制溶液pH在一定范围(在酸性条件下),将金属杂质离子Al3+、Fe3+除去。
例:除去Mn2+溶液中含有的Fe2+。已知Fe(OH)3、Fe(OH)2、Mn(OH)2开始沉淀和沉淀完全时的pH如表所示:

若Fe2+沉淀完全,则大部分Mn2+与Fe2+共同沉淀,无法有效分离;若先将Fe2+氧化为Fe3+,可使Fe3+沉淀完全而Mn2+不沉淀。故先把Fe2+氧化为Fe3+,再调溶液pH范围为__3.7≤pH<8.3__,使Fe3+沉淀完全而Mn2+不沉淀。
(2) 调节溶液pH常用试剂
①酸性物质:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸(注意氧化性)、酸性气体(二氧化硫)等;
碱性物质:氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢铵、金属氧化物等。
②缓冲溶液:醋酸与醋酸钠(酸性)、氨水与氯化铵(碱性)。
(3) 形成氟化物、硫化物、碳酸盐沉淀。
①加入NaF 或NH4F可以让Ca2+ 、Mg2+形成__CaF2、 MgF2沉淀__而除去(注意:溶液的酸性不能太强,否则会__降低F-的浓度__)。
②加入Na2S可以使Cu2+、Zn2+、Fe2+、Hg2+,分别形成__CuS、ZnS、FeS、HgS__沉淀。也可以用一些Ksp较大的硫化物(如FeS、MnS等)通过沉淀转化使某些金属离子转化为更难溶的硫化物。
③加入Na2CO3或NH4HCO3可以让Mg2+和Fe2+,形成__MgCO3、FeCO3沉淀__而除去。