Question

【题目】醋酸镍[（CH3COO）2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料（含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下：

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表：

金属离子	开始沉淀pH	沉淀完全pH		物质	20℃溶解性（H2O）
Fe3+	1.1	3.2		CaSO4	微溶
Fe2+	5.8	8.8		NiF2	可溶
Al3+	3.0	5.0		CaF2	难溶
Ni2+	6.7	9.5		NiCO3	Ksp=9.6×10-6

（1）将粉碎的含镍废料酸浸时要不断搅拌，粉碎和搅拌的目的是________________。

（2）调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是__________________________________。

（3）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是________________，_____________。

（4）氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式为____________________________。

（5）酸浸过程中，lmol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。该反应的化学方程式为____________________。

（6）保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如右图。酸浸的最佳温度与时间分别为：_______℃、_______min。

Answer 1

【答案】 增大接触面积，提高浸出速率和产率（或浸出率） 5.0≤pH＜6.7 SiO2、CaSO4 CaF2 2Fe2+ + H2O2 +2H+ == 2Fe3+ + 2H2O NiS + H2SO4 + 2HNO3 == NiSO4 + SO2↑+ 2NO↑ + 2H2O 70 120

【解析】含镍废料（含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）粉碎，加硫酸和硝酸酸浸，过滤，滤渣1为二氧化硅和硫酸钙，浸出液含有Ni2＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋，加H2O2将亚铁离子氧化为Fe3＋，再加NaOH调节pH，使Al3＋、Fe3＋转化为沉淀，同时Ni2＋不能转化为沉淀，调节pH的范围5.0≤pH＜6.7，过滤，滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝，滤液中含有Ni2＋、Ca2＋，再加氟化铵，生成CaF2沉淀，过滤，滤渣3为CaF2，滤液中加碳酸钠生成NiCO3沉淀，过滤，滤渣中加醋酸溶解，生成（CH3COO）2Ni溶液，然后蒸发浓缩、冷却结晶得到（CH3COO）2Ni固体；

（1）将粉碎的含镍废料酸浸时要不断搅拌，粉碎和搅拌的目的是：增大接触面积，提高浸出速率和产率（或浸出率）；（2）调节pH使Al3＋、Fe3＋转化为沉淀，同时Ni2＋不能转化为沉淀，根据表中数据，调节pH的范围为5.0≤pH＜6.7；（3）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是：滤渣1为SiO2、CaSO4 ，滤渣3为CaF2；（4）溶液中的亚铁离子不容易转化为沉淀，加H2O2把亚铁离子氧化为Fe3＋，起反应的离子方式为：2Fe2＋+H2O2+2H＋═2Fe3＋+2H2O；（5）酸浸过程中，lmol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体，即生成NO和SO2，该反应的化学方程式为 NiS + H2SO4 + 2HNO3 == NiSO4 + SO2↑+ 2NO↑ + 2H2O；（6）由图象可知，为70℃、120min时，镍浸出率最高。