从钙和镁杂质含量高的酸性原料体系中全程萃取分离得到镍和钴的工艺
2024届高三化学一轮复习 工业流程题,实验题(钴专题)
工业流程题，实验题（钴专题）1．镍电池芯废料中主要含有金属镍，还含有金属钴、铁、铝。
一种从镍电池芯废料中回收金属的工艺流程如下：下列说法正确的是A ．“酸溶”时，若改用浓硫酸，反应速率更快，效果更好B ．22H O 在“氧化除杂”和“酸溶”中的作用不同C ．“钴镍分离”时发生反应的离子方程式为223ClO 2Co 4OH H O 2Co(OH)Cl -+--+++=↓+D ．“结晶”时，快速蒸发溶液，得到的晶体颗粒较大2．用废旧硬质刀具(含碳化钨、钴、铁)回收金属钻，工艺流程如图。
下列说法错误的是A ．“电解”时硬质刀具做阳极，气体为2H B ．洗涤不充分不影响最终产品的纯度，但会污染环境C ．“焙烧”时发生的主要反应为2423423KCoC O +O 6732773Co O +6CO D ．还原性：2+2+Co >Fe 3．以钴渣(主要成分是CoO 、Co 2O 3含少量Ni 、Al 2O 3等杂质)为原料制取CoCO 3，工艺流程如下。
下列说法错误的是已知①2Ni +被萃取原理：2Ni +(水层)2HA +(有机层)2NiA (有机层)2H ++(水层)())42232322NH Cl H O 65i iiCo NH Cl Cl Cl CoCl ⎡⎤⎤⎡⎣⎦⎦⎣−−−−−→−−−→、浓氨水粉红色溶液黄色沉淀(1)步骤ⅰ，在仪器a 中依次加入29g CoCl 、46g NH Cl 分反应，仪器a 的名称是。
(2)步骤ⅱ，滴入20mL 225%H O ，发生反应的离子方程式为实验结论：猜想1不合理，猜想，b 是中氯化铵的作用是．三氯化六氨合钴(){3Co NH ⎡⎣于乙醇，与热的强碱溶液反应产生(ⅱ)钴含量的测定：将上述左侧锥形瓶内样品残渣转移到碘量瓶中，冷却后加入足量塞并充分振荡后，加入浓盐酸，在暗处放置15min(还原产物为和淀粉溶液，用223Na S O 标准溶液滴定至终点，记录消耗2Na 2222346I 2S O S O 2I ---+=+)。
钴、镍萃取分离原理与方法
钴、镍萃取分离原理与方法钴、镍萃取分离原理与方法目前，钴镍冶金原料已由以前的硫化钴镍矿逐渐转为钴镍杂料、钴镍氧化矿（含钴、镍红土矿）等，处理工艺由传统的火法造锍、湿法分离相结合转为浸出、净化全湿法流程。
钴镍原料来源不一，浸出液成分复杂，沉淀、离子交换工艺难以实现钻、镍及钴镍与钙、镁等其他杂质离子的分离。
溶剂萃取法有选择性好、金属回收率高、传质速度快等优点，尤其根据离子性质差异及萃取理论研发的新萃取剂及萃取体系，更优化了萃取效果。
所以，从根本上找出钴、镍性质的差异，分析现有钴、镍分离工艺原理，对新萃取剂和萃取工艺的开发有指导意义。
一、钴、镍性质区别钴镍原子序数相邻，同为第四周期第Ⅷ族元素，仅外层d电子数不同，这种性质上的差异可用于萃取法分离。
（一）晶体场配位理论分析钴镍性质差异1、钴镍轨道简并钴、镍比较常见的配位数为4和6。
配位数为6时，配体呈八面体型。
由于配体之间的位置不同，5个轨道简并为2组，电子与配体顶头接近的d z2、d x2－y2作用强烈，能量较高，为6Dq；而另外的d xy、d yz、d zx轨道作用力弱得多，能量较低，为－4Dq。
配位数为4时，配体可以形成平面四方形或正四面体构型。
萃取剂的分子量较大，分子间存在较大的空间位阻，所以一般为正四面体构型。
同样，四面体场亦发生简并，但是与八面体场完全相反，d xy、d yz、d zx轨道能量较高，为1.78Dq，而d z2、d x2－y2的轨道能量较低，为－2. 67Dq。
2、钴镍轨道电子排布电子在轨道的排布遵循能量(CFSE)最低原则，其中成对的电子还需要克服能量为P或P’的成对能。
按这个规则，电子排布与对应能量大小如表1。
表1 钴镍离子不同配位数时对应的能量可以看出：6配位正八面体的稳定性大于4配位正四面体的稳定性。
Ni(Ⅱ)的6配位八面体的稳定性远大于四配位四面体的稳定性，而Co(Ⅱ)的6配位八面体的稳定性仅略强于四配位四面体的稳定性，所以，溶液中Ni(Ⅱ)仅有6配位存在，而Co(Ⅱ)的6配位或4配位都可以存在。
富钪锐钛矿综合回收过程中钛的浸出行为研究 化境工程专业
摘要钛和钪是重要的稀有金属和战略金属，钪常以类质同象型或者吸附状态伴生于钛矿物中，因此，含钪钛矿物在钛的提取过程中进行钪的回收具有重要的现实意义。
课题组曾针对含TiO2 5.3%、Sc2O3 84.7 g/t的贵州晴隆锐钛矿采用酸浸-萃取法提取钛、钪，并综合回收铝、铁、硅，分别制备了钛白粉、氧化钪、高纯超细氧化铝、优质硅钙肥、硫酸铁系列产品，实现了吃干榨净、无尾排放，为资源的综合回收利用提供了新的研究思路。
论文以四川某含钪锐钛矿为研究对象，原矿含TiO2 6.86%、Sc2O3 49.2g/t，是主要有用组分，钛矿物中主要以锐钛矿和金红石为主，脉石矿物以赤铁矿、石英、高岭石和累托石为主。
锐钛矿与脉石连生紧密，嵌布粒度极细，与晴隆锐钛矿原矿性质相似，属于难选矿石。
本论文主要进行该含钪锐钛矿研究，旨在为实现该锐钛矿的清洁高效综合利用奠定基础，为类似矿产资源的开发提供参考。
论文从原矿工艺矿物学研究入手，根据矿石中钛较难被浸出，铝、铁相对容易浸出的现象，在探索试验的基础上提出两段浸出的试验研究方案：控制钛的一段浸出率，将钛的浸出集中在二段，二段浸出液含铝铁低有利于钛的萃取。
一段硫酸浸出试验研究表明，在磨矿细度为-0.075 mm含量为85%，H2SO4浓度7.36 mol/L，浸出温度110 ℃，液固比4 ml/g，浸出时间90 min，搅拌转速300 r/min 的条件下，TiO2、Sc2O3、Al2O3、TFe的浸出率为分别为12.41%、69.25%、40.22%、93.09%。
一段渣二段直接浸出试验研究表明，当H2SO4浓度为16.56 mol/L，浸出温度为170 ℃，液固比为3 ml/g，浸出时间为120 min，搅拌转速为300 r/min 时，TiO2、Sc2O3、Al2O3、TFe的浸出率相对于原矿计算结果分别为79.50%、92.92%、97.45%、99.37%，钛的浸出率较低。
为了进一步提高钛浸出率，强化锐钛矿溶解，进一步进行一段渣硫酸化焙烧浸出试验研究，在酸矿比为1，焙烧温度400 ℃，焙烧时间90 min，H2SO4浓度2.76 mol/L，浸出温度100 °C，液固比3 ml/g，浸出时间60 min，搅拌速度300 r/min的条件下，TiO2、Sc2O3、Al2O3、TFe的浸出率相对于原矿计算结果分别为93.05%、90.85%、98.31%、99.34%，钛的浸出率大幅提高。
高考化学二轮复习配套复习：主观题综合训练 化学与技术(选考)
化学与技术(选考)【主观题综合训练】化学与技术(选考)1．(2021·开封二模)硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。
回答下列问题。
(1) 高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。
工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下。
发生的主要反应电弧炉SiO+2C Si+2CO↑2流化床反应器Si+3HCl SiHCl+H23还原炉①还原炉中发生主要反应的化学方程式为，该工艺中可循环使用的物质为(填化学式)，用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为。
②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和。
物质Si SiCl4SiHCl3 SiH2Cl2SiH3ClHCl SiH4沸点/℃2355 57.6 31.8 8.2 -30.4 -84.9-111.9③SiHCl3极易水解，其完全水解的化学方程式为。
(2) 氮化硅(Si3N4)是一种高温结构材料，粉末状态的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3反应制取。
粉末状Si3N4遇空气和水都不稳定，但将粉末状的Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105 Pa和185 ℃的密闭容器中进行热处理，可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料，同时还得到遇水不稳定的Mg3N2。
①由SiCl4和NH3反应制取Si3N4的化学方程式为。
②四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，使生成的Si3N4沉积在石墨表面可得较高纯度的氮化硅，该反应的化学方程式为。
③Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105 Pa和185 ℃的密闭容器中进行热处理的过程中，除生成Mg3N2外，还可能生成(填化学式)物质，热处理后除去MgO和Mg3N2的方法是。
从铜钴合金及含钴废料中提取钴的研究现状与展望
从铜钴合金及含钴废料中提取钴的研究现状与展望【我来说两句】2010-12-4 10:20:48 中国选矿技术网浏览106 次收藏【摘要】：分析了钴资源与钴市场现状，提出了综合处理铜钴合金及含钴废料的必要性，介绍了从铜钴合金和含钴废料中浸出铜、钴及回收钴的方法，指出传统的火法工艺不能处理铜含量高的物料，而采用一般的酸法工艺，钴浸出率不高（只能达到95％左右）；利用液膜法和微生物浸出法，钴的浸出率最高只能达到96％，而如果采用氧化剂加低酸（酸浓度小于2mol／L）浸出，则可大大提高浸出速度和浸出率。
世界钴资源比较丰富，2005年世界钴储量为700万t，储量基础为1300万t。
世界钴储量集中分布于刚果（金）、澳大利亚、古巴、赞比亚、新喀里多尼亚、俄罗斯和加拿大等，储量总和约占世界总储量的95％以上。
我国钴资源贫乏，钴品位平均仅0.02％，个别高的为0.05％～0.而刚果（金）和赞比亚的铜钴矿，钴品位为0.1％～0.5％，高的达到2％～3％。
由于钴矿品位偏低，矿石组成复杂，所以回收工艺比较复杂，生产成本高，钴回收率低口]。
近年来，我国镍、铜、钴的消费大幅增长，但受矿产资源条件制约，我国铜、钴矿石的生产增长缓慢，铜、钴矿产品进口量逐步上升，供求矛盾日益突出。
铜钴合金是目前刚果（金）钴铜矿石深加工产品的主要形式之一，也是我国今后从非洲进口的主要钴原料之一，因此，研究从铜钴合金或含钴废料中回收钴、铜有着重要意义。
一、从含钴废料及铜钴合金中提取钴的方法钴废料种类很多，主要有废高温合金、废硬质合金、废磁性合金、废可伐合金、废催化剂和废二次电池材料等。
钴废料成分比较复杂，一般含有铜、锌、锰、镍、镉等有价金属。
铜钴合金有2种，一种是在铜冶炼过程中经转炉吹炼得到的转炉渣再经电炉还原熔炼水淬而得到的合金，其中含Cu、Co、Fe、Mn、Si等元（目前，作为钴原料的铜钴合金大量从刚果（金）、赞比亚、扎伊尔输入），另一种是熔炼氧化钴矿和8％，钴精矿的富铜产品。
突出化学核心价值，破解工艺流程试题
已知部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液pH 如表：
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
pH 3.79.69.2 5.29.8
已知CoC2O4·2H2O微溶于水，它的溶解度随温度升高而逐渐增大，试回答萃取余液中加入草酸铵后，获取较多CoC2O4·2H2O晶体的操作
【解析】萃取余液中加入草酸铵后通过蒸发浓缩、冷却
（1）写出“浸渣”中主要成分的用途 （写出两条）。
（2）滤渣1的主要成分是 （用化学式表示）【解析】（1）“浸渣”中主要成分为二氧化硅，其用途为制造玻璃、光导纤维等；（2）浸取液中含有Al3+、Fe3+，与
加入的碳酸根发生双水解，生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，所以滤渣1的主要成分是Al(OH)、Fe(OH)。
已知：碳酸锂的溶解度（g·L-1）见下表。
温度/℃010203040506080100 2
CO3 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.010.850.72
已知：①VO-3+2H+VO+2+H2O；
②NH4VO3微溶于冷水，易溶于热水，不溶于乙醇。
（1）钒渣中的V2O3在焙烧时转化为Ca(VO3)2，写出该
反应的化学方程式 。
（2）Ca(VO3)2难溶于水但能溶于稀硫酸，试用平衡移动已知：过饱和NaHSO3溶液经结晶、离心分离、干燥制。
工艺流程综合题-2023年高考化学真题题源解密(解析版)
工艺流程综合题目录：2023年真题展现考向一分离、提纯类工艺流程综合题考向二原材料转化制备类工艺流程综合题真题考查解读近年真题对比考向一分离、提纯类工艺流程综合题考向二原材料转化制备类工艺流程综合题命题规律解密名校模拟探源易错易混速记考向一分离、提纯类工艺流程综合题1(2023·新课标卷)铬和钒具有广泛用途。
铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O2-7存在，在碱性介质中以CrO2-4存在。
回答下列问题：(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和。
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致；pH>9时，会导致。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1时，溶解为VO+2或VO3+在碱性条件下，溶解为VO-3或VO3-4，上述性质说明V2O5具有(填标号)。
A.酸性B.碱性C.两性(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为。
【答案】(1)Na2CrO4(2)Fe2O3(3)Al(OH)3(4)磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀(5)C(6)2Cr2O2-7+3S2O2-5+10H+=4Cr3++6SO2-4+5H2O【分析】由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到强氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。
萃取法从电镀污泥中回收镍的试验报告
萃取法从电镀污泥中回收镍的试验报告萃取法从电镀污泥中回收镍的试验报告电镀污泥的处理流程（三）⼀、前⾔电镀污泥在经过黄钠铁矾法除铁、N902萃取铜后，富镍溶液中还含有铁、少量的铜、钙和镁等杂质，必须除杂后才能制得符合⼯业标准的硫酸镍。
进⼀步处理铜的萃余液最主要的⼯作就是镍锌分离和镍的净化。
提铜后的富镍溶液沉淀法除去铬和钙镁，经过压滤，压滤渣送固化场固化处理，滤液⽤P204萃取液萃杂，进⼀步深度除杂后得到⼯业级的硫酸镍溶液。
在这个过程中，镍的损失很少，通过提纯，镍的回收率可达98％。
部分清洗废⽔送中和污⽔处理池处理达标后排放。
⼆、P204的萃取机理（1）P204是⼀种酸性萃取剂，分⼦量为322.43。
为浅黄⾊透明油状液体，不溶于酸性或碱性溶液，易溶于煤油等有机溶剂，密度为0.9694 ---0.97 g/cm3。
P204萃取剂分⼦中，保留了⼀个可以离解的氢原⼦，所以有酸性。
P204的萃取过程是阳离⼦的交换过程，即P204中的H+与⾦属阳离⼦（M（H2O）m2+）交换，使⽔溶液中的⾦属转⼊有机相，有机相中的H+转⼊⽔相中。
（2）P204萃取⾦属次序（硫酸盐体系中）：Fe3+〉Zn2+〉Ca2+〉Al3+〉Cu2+〉Fe2+〉Mn2+〉Co2+〉Mg2+〉Ni2+，因此控制适当的条件就可以把溶液中的Fe、Ca、Mn等杂质萃⼊有机相，达到除杂的⽬的。
（3）为了维持萃取过程中的pH，萃取前，预先将P204 与液碱反应制成钠皂。
因P204是酸性萃取剂，在萃取过程中会有H+析出，会降低⽔相的PH值，使萃取过程难以进⾏，为了维持萃取的进⾏使萃取过程中的PH变化不⼤，所以，⼀般在萃取前将有机相制成碱性的。
⼀般制成钠皂。
浓液碱的质量浓度为400----500g/l,主要反应：（HL-----P204，Me-----⾦属离⼦）制皂：HL+NaOH=NaL+H2O萃取：2NaL+Me2+=2Na++MeL2反萃：MeL2+2H+=Me2++2HL(4)萃取剂的浓度越⼤，或PH越⾼，越有利于萃取进⾏。
钴镍与其他共存金属的萃取分离
钴镍与其他共存金属的萃取分离萃取冶金体系中，钴镍总是与多种金属共存于溶液中，常见的共存金属有铁、铜、锌、锰、铝及钙和镁等。
因此，在工业实践中，制订钴镍分离方案的同时，必须注意与这些金属的分离。
为此，下面介绍几个分离方案。
（1）钴镍同为溶液的主要成分，杂质成分浓度较低，此时宜用有机磷酸先除杂，然后通过洗涤及反萃回收杂志中的有价金属。
羧酸也可用作除杂萃取剂，它的优点是负载的铁（Ⅲ）易于反萃，它已有工业应用。
（2）镍为主要金属，浓度高，而钴、铁、铜等金属浓度低。
镍电解阳极液即为这种情况，常常是硫酸盐与氯化物的混合溶液，不过，有机磷酸分离各种金属的行为与在纯硫酸体系中很相似。
有机磷酸萃取剂用于电解液的净化技术上是可行的。
其中关键问题是从高浓度的镍中分离少量钴，因此钴选择性高的双烷基膦酸最为有效。
制备高纯硫酸镍也可采用Cyanex272来净化溶液，但不能完全除镁。
（3）对于各种金属浓度均比较低的溶液，可用有机磷酸先除杂，然后将钴镍一同萃入有机相，再反萃富集成浓度较高的溶液，接着进一步除杂净化，并分离钴、镍得到适于电积的电解液。
（4）在处理含铁较高的物料时，铁宜在浸取时或其后形成固体化合物分离除去（如使铁呈黄钾铁矾或针铁矿沉淀），以尽量减少进入溶液的量。
钴镍溶液中有较高浓度的铜时，可在低PH值下用羟肟萃取剂分离铜，选择性高。
但是被共萃的钴在有机相中氧化为三价后不能为稀酸反萃，需用H2S沉淀，给操作带来不便。
除铜后的钴镍溶液可用有机磷酸分离。
（5）钴镍溶液含有较高铜锌时，可用有机磷酸分离回收。
也有建议先用羟肟分离铜，再用有机磷酸分离锌的。
（6）对高估溶液的净化（氯化钴电解液是工业上典型的高估溶液），虽然有机磷酸可用于除铁、铜、锰、锌，但不能除去镍。
镍的萃取需借助于协同萃取。
镍溶液提纯方法研究现状(1)
结合镍溶液中 常 见 金 属 杂 质 离 子 的 情 况，概 括 了 从 镍 溶 液 （主 要 是 硫 酸 镍 溶 液 ）中 去 除 杂 质 离 子 的 方 法 ，并 分 析 了 今 后 的 发 展 趋 势 。
安徽铜都铜 业 金 昌 冶 炼 厂［６］（中 科 铜 都 粉 体 新材料股份有限公司的前身）采 用 传 统 方 法，分 ４ 步去除粗硫 酸 镍 中 的 杂 质———氧 化 水 解 除 铁，硫 化氢沉淀除铜、锌，浓缩除 钙，氟 盐 除 钙 镁，然 后 ２ 次结晶，分别得到 电 池 级 硫 酸 镍 和 电 镀 级 硫 酸 镍 产品。 ２．２ 萃取法去除铜、锌
但由于共沉淀 等 原 因，沉 淀 物 中 会 包 裹 部 分 有 价 金 属 ，特 别 是 形 成 絮 状 沉 淀 物 时 ，如 氢 氧 化
表１ 主要金属离子氢氧化物沉淀时的 ｐＨ
金属离子 Ｆｅ３＋ Ｃｕ２＋
溶 度 积 Ｋｓｐ ３．２×１０－３８ ５．０×１０－２０
开始沉淀 ｐＨ ２．２４ ５．４３
羊卫平等 针 ［１４］ 对除铁后并 经 Ｐ２０４ 溶 剂 萃 取 去除重金属离子 的 硫 酸 镍 溶 液 中 仍 含 有 钙、镁 离 子（ρ（Ｃａ２＋ ）＝０．１８ｇ／Ｌ，ρ（Ｍｇ２＋ ）＝０．１６ｇ／Ｌ）问 题，研 究 了 采 用 氟 化 镍 高 温 去 除 钙、镁 工 艺 条 件， 并对引入的氟离 子 用 硅 酸 凝 胶 法 去 除，使 得 排 放 的废水中没 有 氟 离 子。 经 正 交 试 验，得 到 最 佳 工 艺条件为：氟 化 镍 过 量 ５０％，反 应 温 度 ９５ ℃，反 应 时 间 ６０ ｍｉｎ，ｐＨ＝６．０。 之 后 ，采 用 硅 酸 凝 胶 脱 氟，在反应温度 ９０～９５ ℃、反应 时 间 ９０ ｍｉｎ，ｐＨ ＝１～１．５ 条 件 下 ，使 氟 离 子 充 分 脱 除 。
考点15 工艺流程题(原卷版)
考点15 工艺流程题1．（2020·西藏拉萨中学月考）无机研究开创绝不无“钴”的时代，例如：CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂、草酸钴可用于指示剂和催化剂。
其中草酸钴的制备可用水钴矿(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下图所示：已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；②酸性条件下，ClO3－不会氧化Co2+，ClO3－转化为Cl－；（1）浸出过程中加入Na2SO3的主要离子方程式为____________________。
（2）加入NaClO3发生可以将溶液中Fe2+氧化，进而调节pH除去，但不能向“浸出液”中加过量NaClO3的主要原因是：__________________。
（3）若“滤液Ⅰ”中c(Ca2+)=1.0×10－3mol·L－1，当除钙率达到99%时，溶液中c(F－)=___________mol/L。
[已知K sp(CaF2)=4.0×10－11]（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图1所示，萃取剂的选择的标准是___________；其使用的适宜pH范围是___________(填字母代号)。
A．2.0~2.5 B．3.0~3.5 C．4.0~4.5（5）CoC2O4·2H2O热分解质量变化过程如图2所示。
其中600℃以前是隔绝空气加热，600℃以后是在空气中加热。
A、B、C均为纯净物；用化学方程式表示从A点到B点的物质转化___________。
C点所示产物的化学式是___________。
(Co的相对原子质量是59)2．（2020·石嘴山市第三中学月考）以废旧锌锰电池初步处理分选出的含锰废料(MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等)为原料制备高纯MnCl2·xH2O，实现锰的再生利用。
镍矿精选工艺流程
红土镍矿全球分布世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区，主要：有美洲的古巴、巴西；东南亚的印度尼西亚、菲律宾；大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。
我国镍矿资源储量中70％集中在甘肃，其次分布在新疆、云南、吉林、四川、陕西和青海和湖北７个省，合计保有储量占全国镍资源总储量的27％。
我国的红土镍矿主要从菲律宾进口。
由于自1970年起日本与菲律宾开始进行合作，成立合资矿业公司开采含镍2％以上的高品位镍矿，运送回新日铁和住友商社进行冶炼，导致菲律宾的高品位镍矿砂被日本企业垄断，而我国只能进口镍含量在0.9％～1.1％的低品位镍矿砂。
我国周边国家有镍矿储量1125万吨，只分布在少数国家。
包括俄罗斯(660万吨)、印度尼西亚(320万吨)、菲律宾（41万吨）、缅甸(92万吨)和越南(12万吨)。
但占世界总储量比例较大，约占23%。
其中，红土镍矿主要分布在印度尼西亚、菲律宾以及缅甸。
印度尼西亚镍资源主要为基性、超基性岩体风化壳中的红土镍矿，分布在群岛的东部。
矿带可以从中苏拉威西追踪到哈尔马赫拉、奥比、瓦伊格奥群岛，以及伊利安查亚的鸟头半岛的塔纳梅拉地区。
由于印度尼西亚超基性岩带风化壳广泛分布，因此其红土型镍钴矿有良好的找矿前景。
菲律宾也以红土镍为主，主要分布在诺诺克岛。
缅甸也有红土型硅酸镍矿，受印缅山脉超基性岩带控制，分布在中部盆地西缘。
俄罗斯的镍资源分布在西伯利亚地台西北缘诺里尔斯克硫化铜镍矿区。
越南镍矿为铜镍硫化物型，分布在西北部，已知有山萝省的班福矿床，赋存在黑水河裂谷塔布蛇绿岩带内，有探明储量12万吨。
世界红土镍矿资源开发及湿法冶金技术的进展摘要：随着硫化镍矿资源口趋枯竭，高效开发占全球镍资源72％的红土镍矿日益迫切。
文章介绍了世界红土镍矿资源特点、国内外的开发现状，并阐述了其传统湿法生产工艺及进展。
认为常压浸出和细菌浸出等新湿法流程具有工艺简单、能耗低、操作易于控制、投资少等优点，将会有很好的发展前景。
四氧化三钴生产工艺[发明专利]
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[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101508471A [43]公开日2009年8月19日[21]申请号200910301215.6[22]申请日2009.03.30[21]申请号200910301215.6[71]申请人南通新玮镍钴科技发展有限公司地址226100江苏省海门市开发区青龙港大庆路北侧[72]发明人朱恒新 梁永顺 吴建中 王绪英 张海春刘真国 刘晓庆 杜志君 盛伟斌 [74]专利代理机构南京众联专利代理有限公司代理人郭俊玲[51]Int.CI.C01G 51/04 (2006.01)权利要求书 2 页 说明书 5 页[54]发明名称四氧化三钴生产工艺[57]摘要本发明涉及四氧化三钴的生产工艺，该工艺步骤如下：将水钴矿粉碎后在酸性条件下选择性浸出钴等有价金属，除杂并回收铜、镍、锰等有价金属后得到钴浓度大于100g/L的钴盐溶液，将钴盐溶液用去离子水稀释到88～92g/L范围的溶液，和氢氧化钠溶液连续性同时加入反应釜中，控制pH＝10～11，鼓入压缩空气，生成氢氧化钴悬浮液从反应釜中溢流出来，过滤，用去离子水洗涤，将洗涤好的氢氧化钴烘干或置于可调节空气气氛的煅烧炉中，在400～1300℃温度下煅烧6～20小时，粉碎分级后获得四氧化三钴。
本发明的优点：流程短、消耗低，水钴矿还原性浸出过程中的还原剂是利用了整个工艺过程产生的副产品亚铁盐，节省了大量的亚硫酸钠。
200910301215.6权 利 要 求 书第1/2页 【权利要求1】四氧化三钴生产工艺，其特征是所述工艺按如下步骤： 一、水钴矿选择性浸出步骤：将水钴矿石球磨制浆达到粒度小于150目的要求后，将其投入进浓硫酸或浓盐酸或二者的混合溶液中，加入含亚铁离子的还原剂，在溶液PH值1.0—2.0、反应温度60—90℃条件下进行还原反应5—9小时；取样检测，当渣中钴含量小于0.5％，溶液中亚铁离子小于2.0g/L时，停止加入还原剂，加入二价铁离子质量的0.5倍的氯酸钠或双氧水作为氧化剂或鼓入空气，将残存二价铁氧化成三价铁；向溶液中加入纯碱，将溶液pH调节至2.5—4.5，反应2—3小时，使得三价铁以氢氧化铁形式沉淀，反应结束后滤去废渣；二、除去杂质步骤：将步骤一中获得滤液放入萃取箱中，加入萃取剂2-羟基-5壬基苯甲醛肟萃取分离出溶液中的铜离子；然后在分离有机相的水溶液中加入沉淀剂NaF除去溶液中的钙和镁离子，加入比例为钙、镁离子总质量的5倍，反应过程中控制溶液的PH值3.8—5.0，反应温度80—95℃；在去除钙镁离子后的溶液中加入萃取剂磷酸二异辛酯进行萃取，最后在分离出有机相后的水溶液中加入萃取剂2-乙基己基磷酸-2-乙基己基酯进行萃取，分离出水相后，将有机相用2.8—4.5N的硫酸或盐酸溶液进行反萃，分离出有机相后，即获得浓度大于100g/L的钴盐水相溶液；三、制备以氢氧化亚钴为主的悬浮液：首先在除杂后的钴盐溶液中加入去离子水以配制成浓度为80—98g/L的钴盐溶液，用去离子水配制浓度为8.0—11.0mol/L的NaOH溶液；然后将配制好的NaOH溶液和钴盐溶液由计量泵连续泵入反应器底部，并同时连续供入少量双氧水或过氧化钠或鼓入空气维持弱的氧化环境，反应时控制温度40—60℃，反应器顶部溢出液即是以氢氧化亚钴为主的悬浮液；四、制得四氧化三钴成品：将以氢氧化亚钴为主的悬浮液过滤，虑饼用去离子水洗涤一次，然后将洗涤好的产品置于可调节空气气氛的煅烧炉中，在400～1300℃温度下煅烧6～20小时后，粉碎分级，最后获得四氧化三钴。
镍钴矿选矿厂工艺流程优化与操作要点考核试卷
7.在镍钴矿选矿厂，尾矿处理的方法包括__________和__________。
8.镍钴矿选矿过程中，节能减排的措施主要有__________和__________。
9.镍钴矿选矿厂的生产自动化可以提高生产效率，主要通过__________和__________等技术实现。
10.镍钴矿选矿厂的操作要点之一是严格控制__________和__________，以确保产品质量。
四、判断题（本题共10小题，每题1分，共10分，正确的请在答题括号中画√，错误的画×）
1.镍钴矿的粉碎过程对选矿效果没有影响。（）
2.在浮选过程中，增加浮选次数一定会提高精矿品位。（）
3.镍钴矿的浸出效率只与浸出剂有关。（）
20.下列哪种方法通常用于镍钴矿选矿厂的节能减排？（）
A.优化工艺流程
B.使用高效设备
C.提高操作人员环保意识
D.增加废弃物处理设施
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
1.镍钴矿选矿厂工艺流程中，以下哪些因素会影响磨矿效果？（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述镍钴矿选矿厂工艺流程中浮选操作的原理及其重要性。
2.描述镍钴矿选矿过程中如何通过调整磨矿参数来优化磨矿效果，并说明这些调整对选矿效率的影响。
3.镍钴矿选矿厂在尾矿处理方面应采取哪些措施以减少环境污染和资源浪费？
4.论述在镍钴矿选矿厂中，如何通过操作要点的控制来提高精矿的品位和回收率。
A.调整矿浆浓度
B.调整矿浆pH值
C.添加助剂
粗制碳酸钴生产工艺
粗制碳酸钴生产工艺粗制碳酸钴，是一种重要的无机化工原料，广泛应用于电池、玻璃、涂料等行业。
下面介绍一种粗制碳酸钴的生产工艺。
首先，原料准备。
粗制碳酸钴的主要原料是钴矿石，一般采用含有较高钴含量的磷酸钴矿作为原料。
第二步，选矿和浸出。
将磷酸钴矿经过破碎、磨矿等工序，将其中的杂质物质去除。
然后将粉状的磷酸钴矿进行浸出，采用的是硫酸浸出法。
将磷酸钴矿与稀硫酸反应，使其中的钴溶解在硫酸中，生成溶液。
第三步，净化和沉淀。
将钴的硫酸溶液进行净化，去除其中的杂质。
采用的方法一般是加入碳酸钠或氢氧化钠进行中和反应，使杂质物质转化为沉淀。
然后通过过滤、洗涤等工序，将沉淀中的杂质彻底去除。
第四步，反应和沉淀。
将净化后的钴硫酸溶液进行第二次反应，加入过量的碳酸钠溶液。
反应生成的碳酸钴沉淀，通过沉淀工艺分离出来。
第五步，粉碎和干燥。
将得到的碳酸钴沉淀进行粉碎，使其颗粒度达到要求。
然后将粉碎后的碳酸钴进行干燥，使其含水率降低到一定水平。
第六步，精制和成品。
将干燥后的碳酸钴进行精制，一般采用氢气法还原。
将碳酸钴与氢气在高温下反应，生成金属钴。
然后将金属钴进行熔炼、电解等工序，得到最终成品——粗制碳酸钴。
需要注意的是，该生产工艺只是一种示例，实际生产过程中还可能会有一些特殊的处理步骤或技术改进。
总的来说，粗制碳酸钴的生产工艺主要包括原料准备、选矿和浸出、净化和沉淀、反应和沉淀、粉碎和干燥、精制和成品等步骤。
通过这些工艺，可以将钴矿石转化为粗制碳酸钴，为后续的加工和应用提供了基础。
P2044PC协同萃取分离镍钴与镁钙的研究
９５％，购自上海莱雅士化工有限公司。 稀释剂为工业
E
萃取剂吡啶羧酸酯 ４ＰＣ，纯度为 ９４％，由湖南宏邦
磺化煤油。 以实际工业 Ｐ２０４ 萃取除杂⁃Ｐ５０７ 萃取钴
ＣｏＳＯ ４ ·７Ｈ ２ Ｏ、ＭｇＳＯ ４ ·７Ｈ ２ Ｏ 和 ＣａＳＯ ４ ·２Ｈ ２ Ｏ 溶于蒸
１５．６８
电子天平、９１２５ 型 ｐＨ 计等。
（ 中南大学 冶金与环境学院，冶金分离科学与工程实验室，湖南 长沙 ４１００８３）
摘 要： 采用新型协同萃取剂 Ｐ２０４ ／ ４ＰＣ 从含少量镍钴钙的硫酸镁溶液中选择性萃取镍和钴，考察了萃取剂浓度、平衡 ｐＨ 值等因
素对萃取分离效果的影响，绘制了萃取、反萃取等温线，并进行了串级模拟萃取⁃反萃取全流程实验。 研究结果表明：Ｐ２０４ ／ ４ＰＣ 协同
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ｓｏｌｖｅｎｔ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｐ２０４ ／ ４ＰＣ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ ｅｘｔｒａｃｔ
ｎｉｃｋｅｌ ａｎｄ ｃｏｂａｌｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａ ｓｍａｌｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ， ｃｏｂａｌｔ ａｎｄ ｃａｌｃｉｕｍ． Ｔｈｅ
60
图 １ Ｐ２０４ 浓度对镍、钴、镁、钙萃取率的影响
E
１．７１
Ｍｇ
750
0.00
所示。
Ｃｏ
80
0
馏水配置模拟料液，初始 ｐＨ 值为 ５．５，具体成分如表 １
Ｎｉ
900
20
的萃 余 液 成 分 为 基 准， 使 用 分 析 纯 ＮｉＳＯ ４ · ６Ｈ ２ Ｏ、
Cyanex 272萃取分离硫酸钴溶液中镍钴的试验研究
Cyanex 272萃取分离硫酸钴溶液中镍钴的试验研究彭学斌;田林;翟忠标;曲涛;谢刚;戴永年【摘要】采用Cyanex 272萃取剂从硫酸钴溶液中分离去除镍,在有机相组成为25％Cyanex 272+75％航空煤油(用30％NaOH皂化,皂化率75％)、萃原液pH值4.5～5.0、温度25～35℃、相比1.5～2条件下,经5级逆流萃取,混合萃取时间5 min,然后用1 mol/L硫酸溶液4级反萃取获得反萃取液,钴直收率达99.86％,Ni去除率达95.20％,钴镍分离效果较好.反萃取后的硫酸钴溶液中杂质含量很低,Co/Ni比达36895,可以满足生产精制CoSO4·7H2 O和电钴的要求.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】4页(P127-130)【关键词】Cyanex272;萃取剂;萃取;反萃取;萃取率;镍钴分离【作者】彭学斌;田林;翟忠标;曲涛;谢刚;戴永年【作者单位】昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室,云南昆明650031;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室,云南昆明650031;昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室,云南昆明650031;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093;昆明冶金研究院共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室,云南昆明650031;昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TQ028镍、钴化学性质相近，硫酸钴溶液中的镍很难用化学沉淀法分离，所以常采用溶剂萃取法去除。
常用萃取剂主要有膦酸和次膦酸［1-3］。
但溶剂萃取法不能直接产出纯净的钴溶液，溶液中的钴镍比往往只有5～50，需要采取措施提高钴镍比达到10 000。
工业上分离钴、镍的常用萃取剂有 P507和Cyanex 272［4-16］，P507 得到大规模应用，但 Cyanex 272应用很少。
定点5-分离提纯及其操作(原卷版)-2021年高考化学二轮工艺流程题定点剖析
二轮复习工艺流程专项专题5－分离提纯及其操作一．常见的产品分离提纯的方法及其应用1．过滤固液分离的一种方法，主要有常压过滤，减压过滤，热过滤三种。
（1）常压过滤：通过预处理、调节pH等工序可实现对杂质的去除，但值得注意的是需要分析对产品的需求及生产目的的综合考虑，准确判断经过过滤后产生的滤液、滤渣的主要成分，准确判断是留下滤液还是滤渣。
【习题】三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。
工业上利用含镍废料(以镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。
已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。
根据下列工艺流程示意图回答问题。
操作1的名称为__________。
【习题】精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯纤维的重要化工原料。
生产过程产生的氧化残渣主要含有苯甲酸、对苯二甲酸、钴锰催化剂等。
采用以下工艺流程可实现PTA残渣中有效成分苯甲酸和Co2+、Mn2+的回收与纯化，达到废物再利用的目的。
（1）操作I的方法是______；实验室进行操作Ⅱ主要用的玻璃仪器有_________。
（2）减压过滤，抽滤抽滤和减压过滤是指一种操作，其原理与普通的常压过滤相同。
相比普通过滤，抽滤加快了过滤的速度。
抽滤的优点是快速过滤，有时候还可以过滤掉气体，并能达到快速干燥产品的作用。
【习题】工业上利用氯碱工业中的固体废物盐泥（主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4，除此之外还有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等。
）与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁，产率高，既处理了三废，又有经济效益。
其工艺流程如下：（3）本工艺流程多次用到抽滤操作，其优点在于____________，四次抽滤时：抽滤①所得滤渣A的成分为____________、CaSO4；抽滤②所得滤渣B的成分为MnO2、____________、____________；抽滤③所得滤液C 中主要杂质阳离子的检验方法是____________；抽滤④将产品抽干。
工业硫酸锰中钙_镁深度除杂的工艺研究_汪永斌
表 1 预处理对钙镁去除率的影响 Table 1 Influence of pretreatment on removal rate of Ca and Mg
实验编号
Ca 去除率 ／ %
Mg 去除率 ／ %
1
81.22
75.21
2
81.27
75.01
3
81.18
75.26
4
81.16
75.19
5
81.33
氟化物除钙镁： 从降低产品中 F-的残留和避 免引入新杂质元素两方面考虑， 选择氟化锰作为除 杂剂， 一方面可以沉淀钙镁生成氟化钙、 氟化镁沉 淀； 另一方面， 不带入其他杂质元素， 而且还有利 于残留氟的降低。 由于沉淀反应过程中不引入氨水 或铵盐， 结晶时不会析出复盐如硫酸锰铵等 。 ［11］
氟化锰在 20℃水溶液中的溶解度为 1.06 g， 随 着 温 度 升 高 ， 其 溶 解 度 迅 速 下 降 。 100℃ 时 只 有 0.48 g。 因此氟化锰以悬浮液的方式加入， 而且必 须保证一定的反应时间， 才可以达到深度除钙、 镁 的目的。 F-与 Ca2+、 Mg2+在水溶液中的反应式及溶 度积常数分别为：
采 用 电 感 耦 合 等 离 体 原 子 发 射 光 谱 法 （ICPAES） 测定一水硫酸锰样品中的钙、 镁含量。 采用 HG ／ T 2962-2010 测定方法对一水硫酸锰样品的锰 含量进行测定。
3 结果与讨论
3.1 硫酸锰溶液预处理对钙镁去除率的影响 硫酸锰溶液预处理对钙镁去除率的影响如表 1。
功能材料
精细化工中间体
FINE CHEMICAL INTERMEDIATES
Vol. 44 No. 3 June 2014