Question

【題目】利用鋁鋰鈷廢料(主要成分為Co3O4,還含有少量鋁箔、LiCoO2等雜質(zhì))回收CoO的工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)“堿溶”的目的是：________________。

(2)不同浸出劑“酸溶”實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表,根據(jù)數(shù)據(jù)和物質(zhì)性質(zhì)應(yīng)選擇的浸出劑是___________(填序號(hào)),理由是__________ (用Co3O4參與反應(yīng)的離子方程式表示)。

浸出劑	浸出液化學(xué)成分/(g·L－1)		鈷浸出率/%
	Co	Al
(a)HCI	80.84	5.68	98.4
(b)H2SO4	65.0	6.22	72.3
(c)H2SO4+ Na2S2O3	84.91	5.96	98.0

(3)“凈化”產(chǎn)生的濾渣為____________(填化學(xué)式),濾液③中c(F－)=4.0×10－3mol·L－1,則“凈化”后殘余c(Li+)=___________。LiF與Li2CO3的Ksp分別為1.8×10－3、1.7×10－3。

(4)若濾液④中含Co2+為5.9×10－2g·L－1,“沉碳酸鈷"應(yīng)控制pH不高于___________。Co(OH)2的Ksp為1.0×10－15。

(5)“沉碳酸鈷“→“沉草酸鉆”的目的是___________。

(6)CaC2O4·H2O在空氣氛圍中的熱重曲線如下圖。在311.96℃附近有個(gè)很強(qiáng)的放熱峰的原因是______。900℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。

Answer 1

【答案】 溶解鋁箔 C Co3O4＋2Cl－＋8H＋=3Co2＋＋Cl2＋4H2O LiF、Al(OH)3 0.45mol·L－1 8.0 除掉殘余的Li＋ CoC2O4分解成Co3O4是放熱反應(yīng) 2Co3O4=6CoO＋O2↑

【解析】廢料用堿液溶解，過濾得到濾液①偏鋁酸鈉溶液和鈷渣；用硫酸溶解鈷渣，發(fā)生反應(yīng)：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，得到含有鈷離子的溶液，然后調(diào)節(jié)溶液pH并用碳酸鈉溶液除去雜質(zhì)鋁離子，加NaF除去鈣離子，濾渣2為氟化鋰，得到較純凈的含有鈷離子的溶液，再加入碳酸鈉、調(diào)節(jié)溶液的pH將鈷離子轉(zhuǎn)化成碳酸鈷沉淀，過濾得濾渣2為碳酸鈷沉淀，加鹽酸溶解，再加草酸銨，過濾得CoC2O4·2H2O，灼燒鈷得到氧化鈷。

(1)“堿溶”的目的是：溶解鋁箔；(2)不同浸出劑“酸溶”實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表,根據(jù)數(shù)據(jù)和物質(zhì)性質(zhì)應(yīng)選擇的浸出劑是 C ；理由是Co3O4＋2Cl－＋8H＋=3Co2＋＋Cl2＋4H2O ；(3)“凈化”產(chǎn)生的濾渣為 LiF、Al(OH)3 ,濾液③中c(F－)=4.0×10－3mol·L－1,則“凈化”后殘余c(Li+)=1.8×10－3/4.0×10－3=0.45mol·L－1；(4)若濾液④中含Co2+為5.9×10－2g·L－1,c(Co2+)=5.9×10－2g·L－1/59g·mol－1=1×10－3mol·L－1，c(OH－)=

mol·L－1,“沉碳酸鈷"應(yīng)控制pH不高于8.0。(5)“沉碳酸鈷“→“沉草酸鉆”的目的是 除掉殘余的Li＋；(6)CaC2O4·H2O在空氣氛圍中的熱重曲線圖可知，在311.96℃附近有個(gè)很強(qiáng)的放熱峰的原因是CoC2O4分解成Co3O4 是放熱反應(yīng) 。900℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Co3O4=6CoO＋O2↑。