湿法冶金技术复习思考题和习题

1电解工艺学湿法冶金复习思考题和习题1、湿法冶金与火法冶金的主要区别是_前者先溶矿石后提取（单质或化合物），后者在高温下干法提取，一般是还原得金属单质，部分是通过升华等方法得到化合物。2、湿法冶金又叫化学冶金，是从矿物溶解液中提取金属或化合物的冶金技术。3、中国最早的冶金应用是胆矾法，即用铁从＿铜矿的坑道积水中置换＿铜。4、拜尔法从铝土矿生产Al2O3，主要的浸取反应是_Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O_。含铁较高的铝土矿采用_高温焙烧_（方法）作预处理，可以抑制氧化铁的分解，减小沉淀量。（三）选择题1、拜尔法溶解铝土矿的反应是利用了铝的下列哪一性质：A．配位性B．两性C．难溶性D．氧化还原性（四）计算题1、某铜矿含可浸性铜3.0%，工业硫酸浓度为98%，若工艺要求为：摩尔比n(H2SO4)：n(Cu)=3：1固液比(质量)固体：稀硫酸＝1：2.5求：处理1吨毛矿要加多少kg浓硫酸和多少kg水。解：设1000kg原矿需浓硫酸xkgx=1000*0.03/63.55*3*98/0.98=141.6(kg)加水：1000*2.5-141.6=2358.4(kg)(浸矿硫酸浓度约为1000*0.03/63.55*3*98/2500*100%=5.55%)第二章化学基础理论（一）思考题１、化学反应的方向如何判断(自发反应的方向是△G0的方向)，为什么说化学热力学可以判断反应方向和限度（当反应的△G0时，反应可以自发进行，反之则不能进行或逆向进行，当反应达平衡时，反应的平衡浓度商等于平衡常数，自由能变化和平衡常数都是可以根据热力学数据计算得到的，因此，可以说。。。。。。），化学动力学可以判断反应的可能性（热力学是根据反应的始末状态数据来判断反应的方向和限度的，但在热力学上证明可以发生的反应，实际中并不一定会发生，因为反应实际能否进行不仅取决于始末态数据，主要还由反应历程决定，反应的活化能的大小决定，而这些问题的研究是由反应动力学来解决的）。２、哪些因素影响水的稳定性？（水的稳定性由水溶液的电位决定，如果电位太高，水就可能被氧化出氧气，如果电位太低，水就可能被还原出氢气，当然温度也影响着电极电位的大小，也影响水的稳定性）哪些因素影响溶液的电位？（半反应中各成分的浓度，与反应有关的沉淀剂浓度、酸碱度、络合剂浓度，温度等）３、pH-电位图中的垂线、斜线、水平线各表示什么意思？（见书的介绍）4、在酸性、碱性、中性溶液中，最容易析出氧气的溶液环境是哪种？（电位较高的溶液环境，尤其是溶液pH值较高的环境，当溶液状态在氧线以上时可能析出氧气）最容易析出氢气的溶液环境是哪种？（电位较低的溶液环境，尤其是酸度较高的环境，当溶液状态在氢线以下时可能析出氢气）５、试述溶度积规则的内容。（在沉淀溶解平衡中，当构成沉淀的构晶离子的浓度幂的乘积大于Ksp时，将有沉淀析出，平衡向生成沉淀的方向移动；当乘积小于Ksp时，将有沉2淀溶解，平衡向沉淀溶解方向移动，如果体系中没有沉淀，则溶液始终不会达到平衡；当乘积等于Ksp时，体系中沉淀和构晶离子浓度达成平衡，不会有沉淀的析出，也不会有沉淀的溶解，沉淀溶解反应最终都要达到这一平衡状态）６、试述候德榜制碱法的流程。（要点：加热条件下，通入足量的氨气、CO2，并在不断搅拌下加入足量的食盐，近饱和，由于复分解反应析出碳酸氢钠，再冷却，析出氯化铵；再加热溶液，通入足量氨气、CO2和食盐，重复以上操作，即可交替地：热析碳酸氢钠，冷析氯化铵）７、浸矿过程哪五个步骤？（见讲义陈述）8、何谓固膜扩散？何谓液膜扩散？（见讲义陈述）9、影响反应速度的因素有哪些？（见讲义陈述）10、何谓温度系数？（见讲义陈述）11、如何判断浸矿过程的控制步骤是哪种类型？（浸矿过程的控制步骤有三种：一是反应控制，二是液膜扩散控制、三是固膜扩散控制。可以根据浸矿反应的温度系数来判断是反应控制还是扩散控制，温度系数在2－4之间为反应控制，温度系数在2以下为扩散控制。对于两种扩散控制，可以比较浸出速率在不同搅拌强度下是否有变化，如果浸出速率并不受搅拌强度的影响，则表明这种扩散控制是固膜扩散，反之则为液膜扩散扩散。）（二）填空题1、金、铂等金属难溶于硝酸，但可溶于HCl＋H2O2溶液，因为混合溶剂具备了两个条件：氧化性性和络合性，据此，可以推测，除王水以，氯水、硫脲＋高铁离子＋酸、氰化钠＋氧气、硫代硫酸钠＋氧气＋氨性也可以溶解金、铂（填两种溶剂）。2、要保证不发生反应2Fe+2H+＝2Fe2++H2，溶液的PH应保证不发生Fe2+水解的前提下控制在较高的PH范围（填高或低）。3、化学反应的方向总是向△G＿减小（增加、减小）的方向自发进行。4、湿法冶金中从理论上进行控制条件的选择时，常用一种叫电位-PH图的平衡图。每一条线表示两个物相的平衡态（线型有三类：斜线、水平线和垂直线），当两个物相的核心元素不变价但平衡反应中有H+或OH-出现，如Fe3+/Fe(OH)3,则平衡线为垂直线；元素变价且反应与H+或OH-有关，如Fe2+/Fe(OH)3，平衡线为斜线；元素变价且反应与H+或OH-无关，如如Fe2+/Fe3+，平衡线为水平线。（填斜、平、直）5、焙烧过的Fe2O3，在HCl中溶解较快，而在硝酸中溶解较慢，原因是盐酸具有络合性和酸性，溶解能力更强，而硝酸具有酸性和氧化性，在此氧化性没用，故溶解能力较弱，而浓硫酸则比浓硝酸的溶解快，原因是酸性和高沸点，在高温下具有较强的溶解能力（强氧化性在此无用）。（三）选择题1、控制PH值能分离的一对离子是A、Fe3+和Zn2+B、Cu2+和Fe2+C、Mn2+和Fe2+D、Sb3+和Bi3+2、可以用氨水分离的物质是A、Sb3+和Bi3+B、Cu2+和Ag+C、Mn2+和Fe2+D、Fe3+和Zn2+6、能够分别溶于NaOH和Na2S的矿物是A、闪锌矿（ZnS）B、氧化铜矿（CuO）C、辉锑矿（Sb2O3）D、软锰矿（MnO2）7、在含ZnO22-的强碱性溶液，加下列试剂不能沉淀锌的是A、Na2SB、(NH4)2SC、氨水D、NaHCO310、下列物质能溶于氨水的是A、ZnSB、Ag2SC、CuSD、As2S39、Mn2+在酸性稳定，碱性易氧化为高价（MnO2），下列离子对中不具有这种相似性(变价3趋势)的是：A、Fe2+/Fe(OH)3B、Cu+/Cu(OH)2C、Co2+/Co(OH)3D、Cr3+/CrO42-（四）其它题型1、湿法冶金浸矿的反应历程包括哪几步。（简答题）见讲义第三章浸矿和提取方法（一）思考题（见讲义）1、矿石焙烧有哪些作用？什么叫氧化焙烧？什么叫还原焙烧？（见讲义）2、哪些情况下物料需要造粒？造粒有哪些好处？（见讲义）3、试述浓酸熟化浸出的处理方法。它有什么优缺点？（见讲义）4、何谓堆浸？它主要适用于哪些场合？（见讲义）5、搅拌浸出主要有哪些应用？（见讲义）6、压热溶解硫化矿的反应原理是什么？它包括哪几个过程？有哪些优缺点？试举例说明反应条件与硫产物的关系。（见讲义）7、烧碱搅拌浸出主要应用于哪些矿物？（两性矿物）试举例说明。8、微生物浸出的机理是什么？哪些矿物可以用此类方法浸出？9、什么叫电化学浸出？电化学浸出有哪几类方法？其原理是什么？10、为什么要氧化亚铁离子后再沉淀除铁？沉淀除铁的最高PH值是多大？如何计算？11、生成黄铁矾的基本条件是什么？哪些+1阳离子能够构成黄铁矾？它们的除铁效果顺序如何？12、从溶液中提取金属离子的常用方法主要有哪些？13、金属离子溶液适合用结晶方法提取的要求是什么？（溶解度要大，溶解度曲线陡峭）14、萃取提取金属离子的原理是什么?（二）填空题1、用有机溶剂从水相萃取金属化合物时，要求分配系数D很大（大？小？），反萃时则相反。离子交换剂是一类多孔的具有可交换阴离子或阳离子的聚合物，孔径小，选择性_高_；要提取Au(CN)2-，应选用大孔的阴离子树脂（阴离子或阳离子）。含－COOH、－SO3H基团的树脂，可交换阳离子（阴离子或阳离子）。2、混合铜矿（含硫化铜和氧化铜矿）用稀硫酸浸取时，可浸出氧化铜矿；辉锑矿（Sb2S3）用烧碱浸取的反应为Sb2S3+6NaOH=Na3SbS3+Na3SbO3+3H2O，铝土矿用烧碱浸取的反应为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。（三）选择题1、焙烧过的Fe2O3在HNO3中的溶解速度比在HCl中慢，主要原因可能是：A．HNO3不能氧化Fe2O3B．HCl具有Cl-的配位作用而HNO3没有C．HNO3的酸性没有HCl强D．HCl具有Cl-的还原作用而HNO3则没有2、对AgCl＋PbSO4的混合物，下列方案不能分离AgCl的是：A．HNO3B．NaOH水溶液C．HAcD．氨水3、铬铁矿和软锰矿的火－湿法生产都要进入转窑焙烧，它们的反应原理是相同的。4、硫化矿焙烧的主要作用有：①脱硫②脱砷③将矿物直接转化为产品④减小酸用量A、①②③④B、①②③C、①②④D、①②5、焙烧过的Fe2O3在不同酸中的溶解速度顺序是：HCl＞H2SO4＞HNO3，其解释错误的是A、盐酸具有酸和配位的双重作用B、硫酸具有酸性和较高的反应温度（不分解）4C、盐酸有还原性，可以将Fe3+还原为Fe2+6、酸浸矿是最常见的浸矿方式，用于浸取非氧化还原矿物时，下列酸中最常用的是：A．HClB.H2SO4C.HNO3D.HAc7、可用Na2S浸取的矿物是：A．CuS（辉铜矿）B．Bi2S3（辉铋矿）C．Sb2S3（辉锑矿）D．Ag2S（辉银矿）8、已知绝大部分无机金属盐在250℃下几乎不溶解，下列溶液能采用结晶法来除杂的溶液组成是（高温结晶，骤然降温后分离结晶）：A．稀H2SO4（除酸）B．稀HAc（除酸）C．稀H2SO4＋FeSO4溶液（除FeSO4）D．稀HCl＋H2S溶液（除H2S）9、氧化锌矿用NH3-(NH4)2SO4溶液浸矿时（高温高压，配离子主要以Zn(NH3)42+和ZnO22-存在）pH10.0～10.5时，ZnO的溶解度最小，下述原因错误的是：A．PH≤10.0时，Zn(NH3)42+占优势B．PH≥10.5时，ZnO22-占优势C．pH10.0～10.5时，[NH3]和[OH-]最小，故不能生成Zn(NH3)42+和ZnO22-D．pH10.0～10.5时，Zn(NH3)42+和ZnO22-形成趁势相当，因电荷相反，可能因下述反应而沉淀（难溶）：Zn(NH3)42+＋ZnO22-＋2H2O→2Zn(OH)2↓＋4NH310、铀矿浸取属于氧化浸矿类型，较合适的氧化剂是：A．HNO3B．H2O2C．王水D．Fe3+(加软锰矿)11、闪锌矿的氧化浸出反应为ZnS+2H++21O2→Zn2++S+H2O溶液中氧的分压、酸度对浸出有直接的影响，根据右图判断结论正确的是：A、ZnS溶解度始终随着酸度的增大而增大。B、在所有酸度范围内，ZnS溶解度始终随着氧压的增大而增大。C、低酸时，氧压大小对S的影响是一致的，即酸度是主要影响因素。D、ZnS的溶解度与氧压成正比。12、下列矿物能用细菌浸矿法浸出的是A．MnO2B．浸染型金矿（FeS2＋Au）C．铀矿（U3O8）D．稀土矿（磷酸盐）13、离子沉淀法提取Ag+、Au3+、Pb2+溶液中的Ag+时，最适宜的沉淀剂是A．NaClB．H2SC．H2SO4D．NaOH（四）其它题型1、含金黄铁矿经氧化焙烧可使金粒增大。（判断题）X2、铋离子比锑离子更容易水解为沉淀。（判断题）√3、用串联的阴、阳离子交换树脂制备去离子水（可视为纯净水）时，要求先除去阳离子（设含Ca2+、Mg2+、Fe2+），后除去阴离子（设含Cl-、HCO3-、SO42-），请画5出阴、阳离子交换柱串联的联接示意图，标明各柱子的名称和柱后流出的离子成分（注意两种交换柱的先后连接顺序）。提要：竖立阴、阳离子交换柱，水从阳离子交换柱下入口进入柱子，从上口引出，出口水中含Cl-、HCO3-、SO42-、H＋（除去了金属阳离子）；流出的酸性水再从阴离子交换柱的下入口进入柱子，从上口引出，出口水为中性无离子的纯净水（称交换水），第二个