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銅-鋼雙金屬廢料和銅煙灰是銅的重要二次資源.
Ⅰ.從銅-鋼雙金屬廢料中浸出銅的工藝流程如圖:
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(1)25℃時(shí),隨溶液的pH不同,甘氨酸在水溶液中分別以
NH
+
3
CH2COOH、
NH
+
3
CH2COO-或NH2CH2COO-為主要形式存在.內(nèi)鹽
NH
+
3
CH2COO-是兩性化合物,請用離子方程式表示其水解使水溶液呈堿性的原因:
NH
+
3
CH2COO-+H2O=
NH
+
3
CH2COOH+OH-
NH
+
3
CH2COO-+H2O=
NH
+
3
CH2COOH+OH-

(2)浸出劑的制備:主要原料有甘氨酸(簡寫為HL)、CuSO4溶液和NaOH固體.取一定量NaOH固體溶于水,隨后依次加入
HL
HL
(填“HL”或“CuSO4”,下同)、
CuSO4
CuSO4
,所得堿性浸出劑的主要成分為甘氨酸銅(CuL2)等.
(3)浸出:將經(jīng)打磨的銅鋼廢料投入浸出劑,控制溫度50℃,通入空氣,并攪拌.浸出劑不與鋼作用,但與銅反應(yīng),最終銅全部轉(zhuǎn)化為CuL2進(jìn)入溶液,從而實(shí)現(xiàn)銅、鋼分離.
①浸出時(shí)發(fā)生的反應(yīng)過程為CuL2+Cu+2L-═2
C
u
L
-
2
、
4
C
u
L
-
2
+O2+2H2O=4CuL2+4OH?
4
C
u
L
-
2
+O2+2H2O=4CuL2+4OH?

②其它條件不變時(shí),空氣流量對(duì)銅浸出速率的影響如圖-1所示.當(dāng)空氣流量超過1.0L?min-1時(shí),銅浸出速率急劇下降的可能原因是
空氣中的氧氣沒有足夠的時(shí)間參與反應(yīng),導(dǎo)致反應(yīng)速率下降
空氣中的氧氣沒有足夠的時(shí)間參與反應(yīng),導(dǎo)致反應(yīng)速率下降

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Ⅱ.從銅煙灰(主要成分為Cu(OH)Cl、FeO、Fe2O3、Zn3(PO42)中回收銅的主要步驟為:酸浸→萃取→反萃取→電解.已知:Zn3(PO42溶于無機(jī)酸.
(4)酸浸:將銅煙灰用硫酸浸出,控制其他條件相同,銅浸出率與溫度的變化關(guān)系如題16圖-2所示.隨溫度升高,銅浸出率先增大后減小的可能原因是
該酸浸過程為放熱反應(yīng),溫度升高時(shí),反應(yīng)速率加快,但是溫度過高,則平衡逆向移動(dòng),導(dǎo)致浸出率降低
該酸浸過程為放熱反應(yīng),溫度升高時(shí),反應(yīng)速率加快,但是溫度過高,則平衡逆向移動(dòng),導(dǎo)致浸出率降低

(5)萃取、反萃?。合蚪鲆海–u2+濃度為7g/L)中加入有機(jī)萃取劑(RH)萃取,其原理可表示為:Cu2+(水層)+2RH(有機(jī)層)?R2Cu(有機(jī)層)+2H+(水層).向萃取所得有機(jī)相中加入硫酸,反萃取得到水相(Cu2+濃度達(dá)40g/L).該工藝中設(shè)計(jì)萃取、反萃取的目的是
實(shí)現(xiàn)Cu2+的提取和富集
實(shí)現(xiàn)Cu2+的提取和富集

【答案】
NH
+
3
CH2COO-+H2O=
NH
+
3
CH2COOH+OH-;HL;CuSO4;4
C
u
L
-
2
+O2+2H2O=4CuL2+4OH?;空氣中的氧氣沒有足夠的時(shí)間參與反應(yīng),導(dǎo)致反應(yīng)速率下降;該酸浸過程為放熱反應(yīng),溫度升高時(shí),反應(yīng)速率加快,但是溫度過高,則平衡逆向移動(dòng),導(dǎo)致浸出率降低;實(shí)現(xiàn)Cu2+的提取和富集
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/7/5 8:0:9組卷:105引用:3難度:0.3
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    (1)用足量(NH42SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
    ①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
     
    。
    ②通過“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     

    (2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4
    (4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋原因:
     

    (5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
     
    。
    (6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
    已知:?。腆w失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
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    ①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
     
    %(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。
    ②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
     
    (填字母序號(hào))。
    a.恒溫280℃,60~120min
    b.恒溫300℃,240~300min
    c.恒溫350℃,240~300min
    d.恒溫550℃,60~120min
    (7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:80引用:5難度:0.5
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