由碳酸錳礦(主要成分MnCO3,還含有FeCO3、MnO2、Al2O3、SiO2等)中提取金屬錳的一種流程如圖:
(1)“酸浸”過程中,提高錳元素浸出率的措施有:適當(dāng)提高酸的濃度、
粉碎碳酸錳礦、適當(dāng)升溫、攪拌等
粉碎碳酸錳礦、適當(dāng)升溫、攪拌等
(填一種)。
(2)保持其他條件不變,在不同溫度下對碳酸錳礦進(jìn)行酸浸,錳元素的浸出率隨時間變化如圖所示,則酸浸的最佳溫度和時間分別是 70℃、120min
70℃、120min
。
提取過程中相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH
金屬離子 |
Fe3+ |
Fe2+ |
Al3+ |
Mn2+ |
開始沉淀的pH |
1.8 |
5.8 |
3.0 |
7.8 |
完全沉淀的pH |
3.2 |
8.8 |
5.0 |
9.8 |
(3)已知“酸浸”后溶液中錳元素只以Mn
2+形式存在,則“酸浸”中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為
2FeCO3+MnO2+8H+═2Fe3++Mn2++2CO2↑+4H2O
2FeCO3+MnO2+8H+═2Fe3++Mn2++2CO2↑+4H2O
。
(4)結(jié)合上表,“除鐵、鋁”時加入氨水控制反應(yīng)液pH的范圍為
5.0≤pH<7.8(或5.0~7.8)
5.0≤pH<7.8(或5.0~7.8)
。
(5)若上述流程中加入的H
2O
2不足量,則待電解溶液中會有鐵元素殘余,進(jìn)而會影響最終錳的純度。請設(shè)計簡要實驗方案加以驗證待電解溶液中是否含有鐵元素:
取樣,向其中滴加H2O2后,再滴入KSCN溶液,若溶液變成血紅色,則待電解液中含有鐵元素
取樣,向其中滴加H2O2后,再滴入KSCN溶液,若溶液變成血紅色,則待電解液中含有鐵元素
。
(6)以石墨為電極電解除鐵、鋁后的溶液獲得單質(zhì)錳。電解廢液中可循環(huán)利用的溶質(zhì)是
H2SO4
H2SO4
。