用碳与石灰直接还原硫化锌矿_H_Abramowitz
CaO在红土镍矿直接还原焙烧中的作用机理_刘志国
第46卷第10期中南大学学报(自然科学版) V ol.46No.10 2015年10月Journal of Central South University (Science and Technology)Oct. 2015 DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2015.10.002CaO在红土镍矿直接还原焙烧中的作用机理刘志国1，孙体昌1，蒋曼2，高恩霞1(1. 北京科技大学土木与环境工程学院，北京，100083；2. 山东理工大学资源与环境工程学院，山东淄博，255049)摘要：以Ni和Fe质量分数分别为1.46%和26.68%的红土镍矿为研究对象，进行直接还原焙烧−磁选试验研究，并对焙烧矿进行X线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析以研究CaO的作用机理。
研究结果表明：使用含CaO的组合添加剂能够达到磁选精矿中镍质量分数为8.58%、回收率为88.15%的最佳试验效果。
在直接还原焙烧过程中，添加的CaO能够在焙烧过程中与硅酸盐矿物反应生成辉石、提高含镍硅酸盐的反应活性、促进镍的还原并且能够降低还原过程中NiO与SiO2结合的概率，提高镍的回收率。
关键词：红土镍矿；直接还原；CaO；磁选；硅酸盐中图分类号：TD95；TF556 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2015)10−3566−07 Mechanism of CaO in direct reduction roasting ofnickel laterite oreLIU Zhiguo1, SUN Tichang1, JIANG Man2, GAO Enxia1(1. School of Civil and Environmental Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;2. School of Resources and Environmental Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China)Abstract: The direct reduction roasting-magnetic separation experiment was conducted on nickel laterite sample graded1.46% Ni and 26.68% Fe, and X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses wereconducted to to investigate the mechanism of CaO. The results show that it can achieve the best results with nickel grade of 8.58%, recovery grade of 88.15% by using composite additives containing CaO. In the process of direct reduction roasting, CaO can react with silicate minerals to generate pyroxene, which can increase the reactivity of silicate bearing nickel and promote the reduction of nickel. It can also reduce the probability of NiO combined with SiO2 again in the reduction process and improve the recovery of nickel.Key words: nickel laterite ore; direct reduction; CaO; magnetic separation; silicate镍资源按地质成因主要划分为2类：岩浆型硫化镍矿床和风化型红土镍矿床。
高三化学上册第二次调研考试[最新版]
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高三化学上册第二次调研考试化学试题注意事项：1. 本卷分二部分,共计150分,2．可能用的相对原子质量：H 1 、Na 23 C：12 N：14 O：16 Al：27 K 39 S 32第一部分（选择题共70分）一、选择题（本题包括10小题，每小题3分，共30分；每小题只有一个选项符合题意）1. “绿色化学”是21世纪化学科学发展的重要方向之一，其核心是从源头上减少对环境的污染。
你认为“绿色化学”是指化学工业生产中A．对废气、废水、废渣进行严格处理B．少用或不用有害物质以及少排或不排放有害物质C．不使用任何化学物质D．在化工厂种草、种树，使其成为花园式工厂2. 下列各选项中，两个反应的化学原理最相似的是A. 苯酚和丙烯都能使溴水褪色B. 过氧化氢和二氧化硫都能使品红溶液褪色C. 甲酸和甲醛分别与新制的氢氧化铜悬浊液共热，都产生红色沉淀D. 明矾用于净水和氯气用于自来水的杀菌消毒3. 2006年，科学家发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。
该电池的两个涂覆着催化剂酶的电极处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中，总反应为：2H2+O2=2H2O ，由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图。
下列说法不正确的是A. 右边电极为该电池的负极B. 该电池可以在高温环境下使用C. 该装置为化学能转变为电能的装置D. 该电池正极发生的是还原反应4．在短周期元素中，若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素种数为A．1种B．2种C．3种D．4种5．现有四组物质的溶液，仅用酚酞试液及同组物质之间相互反应就能鉴别出来的是A．NaOH Ba(OH)2HCl B．NaOH HCl NaClC．NaOH H C1 HNO3D．H2SO4NaCl Na2SO46．将等体积的硫酸铝、硫酸锌、硫酸钠溶液分别与足量的氯化钡溶液反应，若生成的硫酸钡沉淀的质量相等，则三种硫酸盐溶液中SO42－的物质的量浓度比为A. 1︰2︰3B. 1︰1︰1C. 3︰3︰1D. 1︰3︰37.同温同压下，等体积的两容器内分别充满14N18O、和13C18O气体，下列说法正确的是A．所含分子数和质量均不相同B．含有相同的分子数和电子数C．含有相同的质子数和中子数D．含有相同的分子数和中子数8．把NaHCO3和NaOH的混合物放在密闭容器中加热。
湿法炼锌和火法炼锌
（2）湿法炼锌工艺的焙烧目的 不完全脱硫，焙烧时要保留少量的硫酸盐，以补偿 浸出和电解过程中损失的硫酸。同时尽可能少生 成铁酸锌。
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湿法浸出时，铁酸锌不溶于稀硫酸，留在残 渣中造成 Zn损失。因此，湿法浸出时要求在 焙烧中避免铁酸锌的生成。传统湿法炼锌工 艺要求精矿含铁5%~6%。
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（4）硅酸盐
锌精矿中含有SiO2（2%~8%），SiO2易与ZnO生成硅酸 锌（2ZnO.SiO2），SiO2还易与PbO生成低熔点的硅酸铅 （2PbO. SiO2 ），熔融状态的硅酸铅能与其他金属氧化物 或硅酸盐形成复杂的硅酸盐。 在湿法浸出过程中，硅酸锌和其他硅酸盐易溶解，但生成 的SiO2在湿法浸出时成胶体状态，对澄清和过滤不利。为 了避免硅酸盐的形成，对入炉精矿中的铅、硅含量要严格 控制。
B.焙烧烧的程度不同
（1）火法炼锌的焙烧是完全的氧化焙烧(死焙烧)。 这是因为火法冶炼是在强还原性气氛中使氧化 锌被一氧化碳还原成金属锌，在现有工艺条件 下硫化锌是不能被还原成金属锌的。
（2）湿法炼锌厂的焙烧实际也是氧化焙烧。但在 焙砂中除了得到氧化锌外，还要保留少量的硫 酸盐，以补偿电解和浸出循环系统中硫酸的损 失 。
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火法炼锌工艺流程
焙烧
还原蒸馏
精炼
湿法炼锌工艺流程
焙烧
浸出及净 化
电解沉 积
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工艺流程
胡波化学竞赛题库-碳和碳的化合物
34．石墨和金刚石在一定条件下可相互转化：石墨
金刚石－Q。20世纪50年代，美国通用汽车公司在实验室利用高温、 高压（2000℃、20000atm）将石墨转化成金刚石之后，1989年，日本科 学家用炸药和碳粉“炸出”金刚石的消息引起了人们的广泛关注。他们将 炸药和碳粉混合并用石蜡固化后装入钢制敞口容器，沉入一个直径9m 深约5m的混凝土水槽内，点火起爆，最后将容器里的水取出静置，可 获得直径为0.002～0.003pm的超细金刚石粉。 （1）从勒沙特列原理分析，上述两种制取金刚石的方法之所以都 能获得成功的原因是 A 金刚石比石墨熔点低 B 金刚石的密度大于石墨 C 金刚石硬度很大 D 合成金刚石是吸热反应 （2）炸药爆炸的瞬间，可以产生400000atm的超高压和5000t的超 高温，完全能达到石墨转化成金刚石的条件，你认为将炸药放在水槽内 的最主要原因是 A 形成高压条件 B 吸热降低温度 C 防止碳粉燃烧 D 溶解爆炸产生的气体 （3）你认为工业上这种超细金刚石粉可以做 A 切削工具涂层 B 研磨剂 C 钻石戒指 D 制造石墨 35．在金刚石晶体内的空间网状结构中含有共价键形成的碳原子 环，其中最小的环上有 个碳原子，任意两个C－C键的键角为 。 在石墨晶体中，每一层面结构由无数个正六边形形成，平均每个正六边 形所占有的碳原子数为 个。任意两个C－C键的键角为 。在二氧 化硅晶体中，1mol SiO2含 mol共价键。原硅酸根离子SiO44－的结构 可表示为
5．大、食醋不慎滴在大理石桌面上，会使其失去光泽，变得粗糙，下列能 正确解释此现象的是 A 食醋中的水使碳酸钙溶解 B 食醋中的醋酸将碳酸钙氧化 C 食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体 D 食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应 6．1985年，科学家发现了一种新的单质碳形成：碳笼，其中最丰 富的是C60，根据其结构特点，科学家称之为“足球烯”，它是一种分子 晶体，据此推测下列说法中不正确的是 A 金刚石、石墨、足球烯都是碳的同素异形体 B 一定条件下，足球烯可发生加成反应 C 石墨、足球烯均可作为高温条件下的润滑材料 D 足球烯在苯中的溶解度比在酒精中的溶解度大 7．在不同反应中既能吸收CO ，又能参加反应放出CO 的是 2 2 A KOH B K2CO3 C KHCO3 D Ca(OH)2 8．分别向下列溶液中不断通CO 气体最终能产生白色沉淀的是 2 A Ca(OH)2 B Ca(ClO)2 C CaCl2 D 饱和Na2CO3溶液 9．欲迅速除去铝壶底部的水垢又不损坏铝壶的最好的方法是 A 加浓盐酸 B 加冷的浓硫酸 C 加稀硝酸 D 加冷的浓硝酸 10．将二氧化碳通入含有2mol Ca(OH)2的石灰水中，生成1mol CaCO3，则通入的二氧化碳的物质的量可能是 A 1mol B 2mol C 3mol D 4mol 11．将一定量的二氧化碳通入含有7.4g Ca(OH) 的澄清溶液中，最 2 后得到5.0g白色沉淀，则通入的二氧化碳的物质的量可能是 A 0.05mol B 0.10mol C 0.15mol D 1.0mol 12．10g含杂质的碳酸钙和足量的盐酸反应，产生标况下2.24升 CO2，试推断杂质的组成是 A 碳酸镁和二氧化硅 B 碳酸镁和碳酸氢钾 C 碳酸钾和二氧化硅 D 碳酸氢钾和二氧化硅 13．由10g含有杂质CaCO 与足量盐酸反应，产生0.1mol二氧化碳， 3 则该杂质可能是 A KHCO3 B K2CO3与SiO2 C MgCO3与SiO2 D Na2CO3 14．根据C（石墨）＝C（金刚石）－1.894kJ，可得出的结论是
2025届高考化学专项小练工艺流程图选择题
工艺流程图选择题1．（广东试验中学2024届高三阶段测试）钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。
工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒，其工艺流程图如下：已知：钒有多种价态，其中＋5价最稳定。
钒在溶液中主要以和的形式存在，且存在平衡VO2＋＋H2O VO3－＋2H＋。
下列说法正确的是A．工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的氨水B．可以推想VO2Cl溶解度大于NH4VO3C．焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时，应加入过量盐酸使其溶解完全D．将磁性产品加入稀硝酸溶解，取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色，则磁性产品中肯定不含铁元素【答案】B【解析】赤泥进行碱浸，氧化铝溶解形成偏铝酸盐，再通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀。
滤渣1系列操作得到V2O5，可知滤渣1中含有Fe2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物，进行还原、磁选，磁性产品中含有Fe等，非磁性产品含有V元素，在空气中焙烧后用盐酸溶解，钒在溶液中主要以VO2+和VO3﹣的形式存在，再加入氯化铵转化为NH4VO3，焙烧得到V2O5，由溶液中存在平衡VO2＋＋H2O VO3－＋2H＋，盐酸过量会抑制的生成NH4VO3，盐酸溶解时不宜过量。
氧化铝不溶于弱碱，氨水不能溶解氧化铝，故A错误；B.用盐酸溶液后的溶液中含有VO2+和VO3﹣、Cl﹣，加入氯化铵生成NH4VO3沉淀，反应向生成更难溶的物质进行，可以推想VO2Cl溶解度大于NH4VO3，故B正确；C.溶液中存在平衡VO2＋＋H2O VO3－＋2H＋，盐酸过量平衡逆向移动，会抑制的生成NH4VO3，所以不能加入过量的盐酸，故C错误；D.磁性产品中有铁的单质存在，若加入的硝酸不足，Fe元素被硝酸氧化可能生成亚铁离子，亚铁离子遇KSCN溶液无明显现象，故D错误；故选B。
2．（湖南省衡阳市第八中学2024届高三月考）用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水、铁粉和葡萄糖溶液可依据如图方法从某含有Cu2+、Ag+的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。
湿法炼锌和火法炼锌
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湿法炼锌工艺特点
⑴传统的湿法炼锌工艺
①产生的窑渣在自然状态下比较稳定，可溶性盐类和其他化 合物少，便于堆存，有利于环保 ②燃料、还原剂及耐火材料大的缺点
⑵全湿法炼锌工艺
①省却了传统湿法炼锌工艺的焙烧工序，简化了生产流程， 消除了SO2烟气的危害，环境污染小。 ②硫以元素硫回收，回收率为88%。锌回收率高，可达98% 以上。工艺适应性好。
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I. 焙砂中ZnO的还原
火法炼锌是基于在高温（>1273K）ZnO能 被碳质还原剂还原，主要反应为：
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2 (g) C(s) + CO2(g) = 2CO(g)
总反应为： ZnO(s) + C(s) = Zn(g) + CO(g)
⑵竖罐炼锌
竖罐炼锌具有连续性作业，生产率、金属回收率、机械化程度都很 高的优点，但存在制团过程复杂、消耗昂贵的碳化硅耐火材料等不 足。竖罐炼锌是20世纪30年代应用于工业生产，目前已基本淘 汰，但目前在我国的锌生产仍占一定的地位。
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⑶电炉炼锌 电炉炼锌的特点是直接加热炉料的方法，得到锌蒸气和熔体 产物，如冰铜、熔铅和熔渣等。因此此法可处理多金属锌精 矿。此法锌的回收率约为90%，电耗3000~3600KW·h/t(Zn)。 电炉炼锌仅适于电力便宜的地区。
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II.焙砂中其他物质的还原
存在于焙砂中的铁酸锌（ZnO.Fe2O3）在蒸馏过 程中可被CO还原：
ZnO.Fe2O3+CO=ZnO+2FeO+CO2 ZnO+CO=Zn+CO2
冶金学-Zn-08-7-火法炼锌
3.2 火法炼锌基本原理 3.2.1氧化锌的碳热还原反应基础 还原历程 氧化锌的碳热还原反应基础-还原历程 氧化锌的碳热还原反应基础 由以上3个反应看，还原产出的锌蒸汽分压与 由以上 个反应看，还原产出的锌蒸汽分压与lgPCO2/PCO和T 个反应看 有关；还原产出锌液活度也与lgP 有关； 有关；还原产出锌液活度也与 CO2/PCO和T有关；而布多尔 有关 反应P 有关。 反应 CO和lgPCO2/PCO与T有关。因此 PZn 、 aZn和PCO 均可在 有关 lgPCO2/PCO～T图中表示出来，用以阐述还原生产过程。 图中表示出来， 图中表示出来 用以阐述还原生产过程。 当 PZn =10132、50662、101325、1013250Pa时，可分别求 、 、 、 时 出反应（ ） 还原产生锌蒸汽） 关系； 出反应（1）（CO还原产生锌蒸汽）的lgPCO2/PCO~T关系； 还原产生锌蒸汽 关系 还原产生锌液） 当aZn=1和0.1时，分别求出反应（2）（CO还原产生锌液） 和 时 分别求出反应（ ） 还原产生锌液 关系； 的lgPCO2/PCO~T关系； 关系 反应（ ） 当 PCO =101325、50662、10132时，分别求出反应（3）的 、 、 时 分别求出反应 lgPCO2/PCO~T关系； 关系； 关系
3.2 火法炼锌基本原理 3.2.1氧化锌的碳热还原反应基础 氧化锌的碳热还原反应基础 温度从900℃升高到 ℃升高到1100℃，氧化锌还原产生的锌蒸汽压提 温度从 ℃ 高很快。降低温度便可以使锌冷凝下来，这就是火法炼锌 高很快 。 降低温度便可以使锌冷凝下来 ， 这就是 火法炼锌 过程的实质。 过程的实质。 由碳热还原反应可知，该反应是吸热反应， 由碳热还原反应可知 ， 该反应是吸热反应 ， 需要补充大量 的热。 的热。 补充热量的方法有两种 的方法有两种: 补充热量的方法有两种 一种是蒸馏法炼锌采用的间接加热法; 一种是蒸馏法炼锌采用的间接加热法 一种是鼓风炉和电炉法采用的直接加热法。 一种是鼓风炉和电炉法采用的直接加热法。
从硫化锌精矿直接制备氧化锌针状晶须
收稿日期:2003-03-17.第一作者简介:沈华强(196419～),男,副教授.主要研究方向:化工冶金.从硫化锌精矿直接制备氧化锌针状晶须沈强华,陈雯,朱祖泽(昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明 650093)摘要:研究了硫化锌精矿、石灰和褐煤半焦的混合物,添加适当粘接剂制粒后,高温气相反应制备ZnO 针状晶须的条件及形态.试验表明,反应温度、反应时间、还原剂用量对晶须生长影响很大;不同的基体材料对ZnO 晶体的生长发育也有影响.X 射线衍射结果表明,该晶体属六方晶系纤锌矿结构,典型的晶须长10～40mm ,直径8～14μm.关键词:硫化锌精矿;氧化锌;针状晶须;石灰;褐煤半焦中图分类号:T Q132.41文献标识码:A 文章编号:1007-855X (2003)06-0020-03Preparation of N eedle ZnO Whiskers with Zinc Sulphide ConcentratesSHEN Qiang 2hua ,CHEN We n ,ZHU Zu 2ze(Faculty of Materials and Metallurgical Engineering ,K unming University of Science and Technology ,K unming 650093,China )Abstract :The preparing conditions and morphology of Needle ZnO Whiskers are dealt with ,which are produced by high temperature vapor phase reaction with zinc sulphide concentrates ,lime and lignite semicoke mixture in the air ,and the granulated mixture by adding some binder.The experiment shows that the reaction temperature ,time and reducing agent amount have an influence on the whisker growth ;and different basic materials also affect the growth of ZnO crystal.The crystal is wurtzite ZnO structure verified by XRD patterns of ZnO whiskers.Thelength of typical whiskers is 10～40mm and diameter is 8～14μm.K ey words :zinc sulphide concentrates ;Oxide zinc ;Needle whisker ;lime ;Lignitesemicoke0引言氧化锌晶须属六方晶系纤锌矿型结构.由于晶须直径非常小,难以容纳在大晶体中常出现的缺陷,原子排列高度有序,其密度和强度都接近于完整晶体的理论值,具有理想的弹性模量和特殊的物理性能.因此氧化锌晶须广泛用作金属、合金、陶瓷、橡胶、树脂、塑料等材料的增强材料,在复合材料的气敏、压电、吸波、减振等领域也有应用.现行的氧化锌晶须制备有以下几类代表性方法:将纯锌丝弧熔喷粉,锌粉在水溶液中进行特殊处理形式一层致密氧化膜,再对带有氧化膜的锌粉在1000℃左右加热约1h ,可制得四针状晶须[1].加热过程中氧化膜可以抑制熔融的金属锌从颗粒内部很快流失,同时也控制氧气向锌粒内部的迁移速率,保证单晶体生长所需要的时间;在隋性气体保护下将具有氧化膜的锌粉加热至沸点以上,然后以隋性气体为载气,将锌蒸气引入含氧气体或将含氧气体吹入锌蒸气中,使锌和氧在气相中接触,生成氧化锌四针状晶须[2];将锌粉与NH 4+,CO 2-3(或HCO -3)以及H 2O 按一定比例混合、在规定条件下生成ZnCO 3,然后加热至特定温度,ZnCO 3则缓慢分解形成氧化锌四针状晶须[3];将金属锌锭熔融喷入水中制成锌粉,锌粉比焦炭按5∶1配料,混合料装入容器中在大气气氛中加热制成氧化锌四针状晶须[4];将氧化锌粉和活性碳按适当比例混合后置于电炉中,N 2和O 2按一定比例通入反应室,温度控制在1050～1150℃,反应5h 可制得长20～25mm ,直径约0.1mm 的针状晶须[5].这些方法采用第28卷第6期2003年12月 昆明理工大学学报(理工版)Journal of K unming University of Science and Technology (Science and Technology )Vol.28 No 16 Dec.2003较高价格的原料,有的过程复杂,生产成本高,本研究提出一种直接制备氧化锌晶须的新方法,即将硫化锌精矿、碳质还原剂、石灰按比例混合后制粒,将混合料加热到锌沸点以上进行强化还原,产出的锌蒸气继之被炉气中的氧化性气体氧化,从而生长成氧化锌针状晶须.通过调整配料比、加热温度、空气导入量、加热时间、可以控制反应的气相组成以及晶须生长所必须满足的热力学和动力学条件.与其它方法相比,该方法具有原料来源广、流程短、成本低的优点.1ZnO 针状晶须制备的热力学原理ZnO 针状晶须生长反应过程可用下式表示: ZnS (S )+CO (g )=Zn (g )+COS (g )(1) CaO (S )+COS (g )=CaS (S )+CO 2(g )(2) CO2(g )+C (S )=2CO (g )(3) Zn (g )+1/2O 2(g )=ZnO (S )(4)上述反应的标准吉布斯自由能变化如下: △G 0T 1=301419.8+33.649T log T -235T ,J △G 0T 2=-95596.6T + 5.64T ,J △G 0T 3=170544-174.31T ,J △G 0T 4=-348341+102.95T ,J(3)式是CO 的生成反应,温度与碳的含量决定了体系中CO 和Zn 蒸汽的分压.2实验部分2.1主要原料硫化锌精矿(云南万通冶金化学公司)含锌57.3%,含硫34.2%,粒径≤0.07mm ;氧化钙为化学纯,由褐煤制备的半焦(自制)含固定炭73.6%.2.2实验方法配料比按如下反应式计算: ZnS (S )+CaO (S )+C (S )=Zn (g )+CaS (S )+CO (g )(5)以硫化锌精矿中的锌量为配料基准,CaO 过量0～30%,还原剂炭过量10%～50%,将混合料制粒(粒径约5mm ),干燥后置于坩埚底部,盛有料的坩埚放入高温坩埚炉内,控制反应温度在930～1100℃,反应时间在2h 内,反应过程中通入适量空气,在坩埚上部收集器里得到ZnO 针状晶须,晶须样品用扫描电镜(X L300)观察外貌特征和分析纯度,X 射线衍射仪(D/max -3B )确定晶体相结构.3结果与讨论3.1反应温度和时间对锌挥发率和晶须生长的影响试验固定条件为:硫化锌精矿17.5g ,石灰过量10%,还原剂过量20%,粘土质收集器.考察反应温度和反应时间对锌挥发率的影响.从图1知,反应温度对锌的挥发影响较大,升高反应温度有利于锌的挥发.实验中观察到在温度分别为930℃,950℃下反应2h ,得到的晶须很细小,无颗粒状ZnO 沉积;在温度为1050℃下反应,制备的晶须较长且粗,但是当反应时间持续到2h 后,在原来生长发育很规整的晶须表面有颗粒状ZnO 沉积,时间越长,沉积越多.反应温度过高,如高于1050℃,收集到的氧化锌产品大部分是的粒状.反应温度控制在1000℃,反应90min 得到的ZnO 晶须发育较好.3.2还原剂用量对锌挥发率和晶须生长的影响在试验中观察到当温度设定为1050℃,反应90min ,用粘土质收集器收集产品,当还原剂过量为30%,50%时,得到的晶须长度短,直径小,根部密集并沉积颗粒状ZnO.还原剂的用量对体系中锌蒸气的分压和氧势有较大影响,从而影响到晶须生长.还原剂用量多对锌的挥发有利,但要利于晶体的生长发育,12第6期 沈强华,陈雯,等:从硫化锌精矿直接制备氧化锌针状晶须过量20%最适宜.3.3晶须收集器材质对晶体生长的影响在试验过程中考察过石英、石墨、刚玉和粘土材质收集器对ZnO 晶体生长发育的影响,用石墨材质为晶体生长基体材料,得到的晶须细小密聚,根部呈现丛状易混有粉末ZnO ,用粘土坩埚作收集器,可制备出长度较长,直径较粗的针状ZnO 晶须,晶体生长发育良好.石英和刚玉收集器得到的晶须稍短较细,晶体生长发育也较好.在优化条件CaO 过量10%,还原剂炭过量20%,温度1000℃,反应时间为90min下,粘土质收集器,制备出典型的ZnO 针状晶须,晶须长20～40mm ,直径8～14μm.通过分析,晶体结构是六方晶系纤维锌矿型,ZnO 纯度为99.68%.电镜图像见图2,X 衍射结果见图3.4结论在ZnO 晶须生长过程中,体系中锌蒸气的过饱和度对晶体生长有很大的影响,锌蒸气过饱和度很低时易形成微细晶须,过饱和度中等时形成大尺寸针状晶须,过饱和度很大时得到晶须与粒晶的混合物甚至完全是颗粒状产物.采用控制反应温度和还原剂用量的措施可有效控制锌蒸气的过饱和度.反应时间对晶须生长的影响,主要是时间延长,会在原来生长发育很规整的晶须表面沉积颗粒状ZnO.基体材料对晶须生长过程中也有影响,影响机理尚不清楚.由于在ZnO 晶须生长过程中氧原子和锌原子按固有机制有序排列,杂质成份难于取代锌原子或氧原子或占居晶格中的某个位置,因此可以用锌精矿和半焦这样多成份的物料控制条件直接制备出纯度高的晶须.参考文献:[1]Y oshinaka M ,et al.Patent :WO 90/07022[P ],1990.[2]Y oshinaka M ,et al.Patent :EP 378995[P ],1990.[3]H origuchi Y ,et al.Patent :J P 05-15298[P ].22昆明理工大学学报(理工版) 第28卷。
2015届高考化学一轮复习考点解析学案：专题10.6 工艺流程分析型实验题(解析版).pdf
【2014高考在线】 1．【2014年高考海南卷】锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。
某含锌矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为____。
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的_______操作. （3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为________，其作用是__________________。
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，阳极逸出的气体是____。
（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。
“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为___________________。
（6）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。
明代宋应星著的《天工开物》中有关于 “升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，……，冷淀，毁罐取出，……，即倭铅也。
”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为____。
（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌） ．【2014年高考山东卷】工业上用重铬酸钠（Na2Cr2O7）结晶后的母液（含少量杂质Fe3+）生产重铬酸钾（K2Cr2O7）。
工艺流程及相关物质溶解度曲线如图 （1）由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为 。
通过冷过结晶析出大量K2Cr2O7的原因是。
（2）向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是 。
（3）固体A主要为 （填化学式），固体B主要为 （填化学式）。
（4）用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液 （填“I”“II”或“III”）中，既能提高产率又可使能耗最低。
所以固体B主要为K2Cr2O7 （4）用热水洗涤固体NaCl，洗涤液中含有NaCl，所以洗涤液转移到母液II中，既能提高产率又能使能耗最低。
碳热还原氧化锌
碳热还原氧化锌
一、前言
碳热还原氧化锌，是一种常见的制备纯净锌粉的方法。
在工业生产中，锌粉被广泛应用于电池、涂料、金属表面处理等领域。
本文将从原理、实验步骤、注意事项等方面详细介绍碳热还原氧化锌的制备方法。
二、原理
碳热还原氧化锌的原理是利用高温下碳与氧化锌反应生成锌和二氧化
碳的反应。
具体反应式如下：
ZnO + C → Zn + CO2
该反应需要高温环境，通常在800℃以上进行。
由于该反应需要大量
热量，因此通常采用电阻加热或者燃气加热等方式提供能量。
三、实验步骤
1. 准备材料和设备：氧化锌粉末、木炭粉末、电阻加热炉（或者其他
加热设备）、不锈钢坩埚等。
2. 将适量的氧化锌和木炭混合均匀。
3. 将混合后的物质放入不锈钢坩埚中。
4. 将坩埚放入电阻加热炉中，设定温度为800℃以上。
5. 等待一段时间（通常为数小时），直到反应结束。
6. 关闭电阻加热炉，等待坩埚冷却后取出制得的锌粉末。
四、注意事项
1. 氧化锌和木炭的比例要适当，过多或过少都会影响反应效果。
2. 选择合适的加热设备和温度，保证反应能够进行。
3. 坩埚选择不锈钢材质，避免与反应物发生化学反应。
4. 反应结束后要等待坩埚冷却后再取出锌粉末。
五、总结
碳热还原氧化锌是一种简单有效的制备纯净锌粉的方法。
该方法原理简单，操作方便，适用于小批量制备。
但由于需要高温环境和较长时间的反应，因此在工业生产中并不常用。
在实验操作中要注意控制好反应条件和安全操作。
(必考题)高中化学必修1第一章《物质及其变化》检测(包含答案解析)(7)
一、选择题1．(0分)[ID ：135797]Na 2Sx 在碱性条件下可被NaClO 氧化为Na 2SO 4，而NaClO 被还原为NaCl ，若反应中Na 2S x 与NaClO 的个数比为1：16，则x 值为 A ．2B ．3C ．4D ．52．(0分)[ID ：135787]室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A ．0.1mol·L -1KI 溶液：Na +、K +、ClO -、OH - B ．0.1mol·L -1Fe 2(SO 4)3溶液：Cu 2+、+4NH 、-3NO 、2-4SO C ．lmol·L -1HCl 溶液：Ba 2+、K +、2-3CO 、-3NO D ．0.1mol·L -1NaOH 溶液：Mg 2+、Na +、2-4SO 、-3HCO 3．(0分)[ID ：135784]在给定的四种溶液中加入以下各种离子，能在原溶液中大量共存的是A ．常温下pH ＜7的溶液：Cu 2+、Na +、Mg 2+、-3NO B ．滴加酚酞溶液显红色的溶液：Fe 3+、+4NH 、Cl -、-3NO C ．某澄清溶液：K +、S 2-、Cu 2+、Cl - D ．碱性溶液：K +、-3HCO 、Br -、Ba 2+4．(0分)[ID ：135776]关于物质的类别，下列说法正确的是 A ．冰水属于混合物 B ．烧碱属于碱C ．H 2O 属于酸D ．溶液、胶体、浊液都属于纯净物5．(0分)[ID ：135771]常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A ．0.1 mol·L -1H 2SO 4溶液中： Na +、Fe 2+、Cl - B ．0.1 mol·L -1 Ba(OH)2 溶液中： K +、Cu 2+、NO 3-C ．0.1 mol·L -1 AgNO 3溶液中： NH 4+、CO 23-、SO 24-D ．0.1 mol·L -1 NaCl 溶液中：Mg 2+、OH -、NO 3- 6．(0分)[ID ：135766]火星大气中含有95%的二氧化碳。
2024届河北省沧州市高三上学期12月月考化学试题及答案
绝密★启用前沧州市普通高中2024届高三年级教学质量监测化学试卷班级__________姓名__________注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1- C 12- N 14- O 16- Na 23- Si 28-S 32- Cl 35.5- K 39- Ti 48- Ce 140-一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．《天工开物》中记载了中国古代火法炼锌的工艺，将炉甘石和煤炭饼在高温条件下反应可制得倭铅（即锌单质），反应的化学方程式可表示为3ZnCO 2C Zn 3CO ++↑高温。
下列说法错误的是（ ）。
A ．该反应为置换反应B ．CO 只是氧化产物C ．3ZnCO 晶体中既含有离子键又含有共价键D ．锌的基态原子外围电子排布式为1023d 4s2．有机物在生产、生活中应用广泛，下列说法错误的是（ ）。
A ．体积分数为75％的乙醇溶液常用于消毒杀菌B ．聚苯乙烯塑料可用于制造玩具C ．聚丙烯酰胺能提高纸张的质量D ．丙酮可用于制造普通玻璃3．关于下列仪器、装置的说法错误的是（）。
A ．仪器甲可用于向酒精灯中添加酒精B ．仪器乙可用于配制123500mL 0.1mol L Na CO -⋅溶液C ．酸碱中和滴定时，仪器丙需要用待测液润洗D ．装置丁可用于除去2Cl 中混有的HCl4．Döebner-Miller 合成法可用于合成喹啉，反应的化学方程式如下：下列说法错误的是（ ）。
A ．X 的官能团为氨基B ．X 中所有原子共平面C ．1mol Y 最多可与22mol H 发生加成反应D ．Z 的1H NMR -谱有7组峰5．A N 为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是（ ）。
矿石的还原与碳化反应
碳化反应的种类Βιβλιοθήκη 氧化碳化反应：矿石与二氧化碳反应生成碳酸盐 还原碳化反应：矿石与一氧化碳反应生成金属碳化物 光化学碳化反应：矿石在光照条件下与二氧化碳反应生成碳酸盐 热化学碳化反应：矿石在高温下与二氧化碳反应生成碳酸盐
碳化反应的应用
冶金工业：用于铁矿石、铝矿石等金属矿石的还原 化学工业：用于制备碳化钙、碳化硅等无机化合物 环境治理：用于处理废水中的重金属离子，减少环境污染 材料科学：用于制备碳纤维、石墨烯等高性能材料
金属冶炼：将 矿石中的金属 元素还原为金
属单质
化学合成：通 过还原反应制 备有机化合物
环境保护：利 用还原反应处 理废水中的重
金属离子
燃料电池：利 用还原反应产
生电能
矿石碳化反应
碳化反应的定义
碳化反应是一种化 学反应，是指矿石 与碳反应生成金属 和二氧化碳的过程。
碳化反应通常在高 温、高压、有碳源 和氧气存在的条件 下进行。
还原反应在自然 界中广泛存在， 例如植物进行光 合作用时，二氧 化碳被还原为糖。
还原反应的原理
矿石还原反应：将 矿石中的金属离子 还原为金属单质的 过程
还原剂：用于还原 矿石的物质，如氢 气、一氧化碳等
还原反应方程式： 表示还原反应的化 学方程式，如 Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
还原与碳化反应在矿石处理中 的应用
矿石还原处理的应用
矿石还原处理在冶金工业中的应用 矿石还原处理在环境保护中的应用 矿石还原处理在材料科学中的应用 矿石还原处理在其他领域的应用
矿石碳化处理的应用
矿石碳化处理的 原理
矿石碳化处理的 方法
矿石碳化处理的 优点
矿石碳化处理的 应用实例
碳还原磁铁矿的化学方程式
碳还原磁铁矿的化学方程式碳还原磁铁矿的化学反应碳还原是一种冶金工艺，利用碳将矿石中的金属还原成纯金属。
在碳还原磁铁矿的情况下，矿石是磁铁矿（Fe3O4），碳源通常是焦炭或煤。
反应方程式碳还原磁铁矿的化学方程式如下：```Fe3O4 + 4C → 3Fe + 4CO```该方程式表示磁铁矿（Fe3O4）与四当量碳（4C）反应，生成三当量铁（3Fe）和四当量一氧化碳（4CO）。
反应过程碳还原磁铁矿的反应是一个多步骤过程，涉及以下阶段：预热阶段：矿石和碳先在约 800-1000°C 的温度下进行预热。
这有助于分解矿石并促进碳与氧气的反应。
还原阶段：在 1200-1300°C 左右的高温下，碳与磁铁矿中的氧气反应，产生一氧化碳（CO）。
一氧化碳是一种还原剂，它将铁离子（Fe3+)还原成铁原子（Fe）。
熔融阶段：随着还原反应的进行，产生的铁形成液滴并开始熔化。
熔融的铁聚集在炉子的底部。
精炼阶段：熔融的铁含有杂质，如碳和硅。
在精炼阶段，这些杂质通过吹氧或添加其他化学物质去除。
最终产物是纯铁或钢。
反应条件碳还原磁铁矿的反应条件对产物的质量和产量至关重要。
这些条件包括：温度：最佳反应温度在 1200-1300°C 左右。
温度过低会导致还原反应不完全，而温度过高会导致铁碳化物的形成。
碳源：焦炭或煤是最常用的碳源。
碳源的质量和反应性会影响反应速率和产物的纯度。
气氛：反应应在还原性气氛中进行，以防止铁被氧化。
通常使用一氧化碳或其他还原性气体来维持还原性环境。
应用碳还原磁铁矿法是生产铁和钢的主要工艺。
它用于制造各种产品，包括汽车、建筑材料、电器和机械。
《好题》人教版高中化学选修1-第3章简答题专项测试题
一、解答题1．25℃时，电离平衡常数：（1）物质的量浓度为0.1mol/L 的下列四种物质的溶液，pH 由大到小的顺序是___ (填编号)。
a.Na 2CO 3b.NaClOc.CH 3COONad.NaHCO 3（2）常温下0.1mol/L 的CH 3COOH 溶液加水稀释过程，下列表达式的数据一定变小的是___。
A ．c(H +) B ．+3c(H )c(CH COOH) C ．c(H +)·c(OH -) D ．-+c(OH )c(H ) （3）电离平衡常数是用实验的方法测定出来的，现已经测得25℃时cmol/L 的HX 的电离度为a ，试表示该温度下HX 的电离平衡常数K =___。
（用含“c 、a 的代数式表示”）答案：a>b>d>c A 2ca 1-a【详解】(1)由电离平衡常数判断酸性的强弱，酸性越弱，其对应盐的水解程度越大，溶液的pH 就越大，由表格中的数据可知，酸性CH 3COOH ＞H 2CO 3＞HClO ＞3HCO -，则水解程度为a ＞b ＞d ＞c ，pH 由大到小的顺序是a ＞b ＞d ＞c ；(2)A ．CH 3COOH 溶液加水稀释过程，促进电离，c(H +)减小，A 符合题意； B ．+3c(H )c(CH COOH)=+3n(H )n(CH COOH)，则稀释过程中比值变大，B 与题意不符； C ．稀释过程，促进电离，c(H +)减小，c(OH -)增大，c(H +)•c(OH -)=K w ，K w 不变，C 与题意不符；D ．稀释过程，促进电离，c(H +)减小，c(OH -)增大，则-+c(OH )c(H )变大，D 与题意不符； 答案为A 。
(3)c ca caca c ca ca ca HXH X +-+-初始电离平衡K=ca ca c ca ⨯-=2ca 1-a。
2．如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。
用煤和氧化钙直接还原硫化锌精矿
用煤和氧化钙直接还原硫化锌精矿
张传福;李挺
【期刊名称】《国外锡工业》
【年(卷),期】1989(017)004
【总页数】9页(P33-41)
【作者】张传福;李挺
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TF813.031
【相关文献】
1.直接还原用煤热稳定性试验 [J], 李宏哲;王岩;刘长江;郄亚娜;刘小杰;
2.硫化锌精矿直接还原蒸馏的热力学分析 [J], 张传福;李作刚
3.直接还原用煤热稳定性试验 [J], 李宏哲;王岩;刘长江;郄亚娜;刘小杰
4.用煤粉还原细铁矿时直接还原铁的渗碳的现象 [J], Hague,R;刘理
5.硫化锌精矿直接还原挥发锌 [J], 张长伟;王吉坤
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碳还原磁铁矿
碳还原磁铁矿
碳还原磁铁矿是一种从磁铁矿中提取金属铁的方法。
这种方法通过加热磁铁矿与碳（通常是焦炭或木炭）的混合物，使铁氧化物（主要是Fe3O4）与碳发生反应，产生石墨化的碳化铁（Fe3C），然后再通过与过剩的碳反应将碳化铁还原为金属铁。
碳还原磁铁矿的反应方程式可以表示为：
Fe3O4 + 4C -> 3Fe + 4CO
反应过程中，碳化铁可以被熔融的铁吸收，形成液态金属铁。
随着温度的升高，液态铁会下渗到矿石堆中，并通过重力作用和渗透作用，最终聚集在底部的收铁坑中。
碳还原磁铁矿是传统的铁矿石冶炼方法之一，已经被广泛应用。
然而，由于燃料的消耗和排放的CO2等环境问题，近年来逐
渐被新型的炼铁方法所取代，如高炉冶炼、直接还原法等。
这些新方法能够更高效地提取金属铁，并减少对环境的影响。