以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如圖:
資料1:部分難溶電解質(zhì)的溶度積(均為18~25℃數(shù)據(jù),單位省略)
Ksp[Mg(OH)2] |
Ksp[Fe(OH)3] |
Ksp[Al(OH)3] |
約為10-12 |
約為10-39 |
約為10-33 |
資料2:濾渣a中有SiO
2、Fe(OH)
3和Al(OH)
3。
(1)菱鎂礦煅燒完全分解的化學(xué)方程式為
。
(2)“浸鎂”過程固體輕燒粉與一定濃度的(NH
4)
2SO
4溶液充分反應(yīng),MgO的浸出率相對(duì)低。加熱蒸餾,MgO的浸出率隨餾出液體積增大而增大,從化學(xué)平衡的角度解釋加熱、蒸餾操作使浸出率增大的原因
(NH
4)
2SO
4中銨根離子水解生成氫離子和一水合氨,
+H
2O?NH
3?H
2O+H
+,氫離子和氧化鎂反應(yīng)生成氯化鎂,加熱蒸餾會(huì)導(dǎo)致銨根離子水解正向進(jìn)行、且氨氣逸出也會(huì)導(dǎo)致水解正向進(jìn)行,使得生成更多氫離子和氧化鎂反應(yīng),提高了氧化鎂的浸出率
(NH
4)
2SO
4中銨根離子水解生成氫離子和一水合氨,
+H
2O?NH
3?H
2O+H
+,氫離子和氧化鎂反應(yīng)生成氯化鎂,加熱蒸餾會(huì)導(dǎo)致銨根離子水解正向進(jìn)行、且氨氣逸出也會(huì)導(dǎo)致水解正向進(jìn)行,使得生成更多氫離子和氧化鎂反應(yīng),提高了氧化鎂的浸出率
。(備注:MgO的浸出率=
×100%)
(3)“浸鎂”過程通過調(diào)節(jié)pH可實(shí)現(xiàn)Mg
2+與Fe
3+、Al
3+的分離,進(jìn)而除去Fe
3+和Al
3+。c(雜質(zhì)離子)≤10
-5mol/L即可視為沉淀完全,當(dāng)Al
3+完全沉淀時(shí)c(Fe
3+)約為
10-11
10-11
mol/L。
(4)寫出濾液a制備Mg(OH)
2的離子方程式
。
(5)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是
硫酸銨
硫酸銨
。