Question

（7分）   已探明我國錳礦儲量占世界第三位，但富礦僅占6.4%，每年尚需進口大量錳礦石。有人設計了把我國的菱錳礦（貧礦）轉化為高品位“菱錳礦砂”的綠色工藝。該工藝首先將礦砂與硫酸銨一起焙燒，較佳條件是：投料比m[(NH₄)₂SO₄]/m[MnCO₃]＝1.5；焙燒溫度450^oC；焙燒時間1.5 小時。            

4-1  寫出焙燒反應方程式：

4-2  其次，將焙燒產物轉化為高品位的“菱錳礦砂”，寫出反應方程式：

4-3  若焙燒溫度過高或時間過長，將導致什么結果？

4-4  從物料平衡角度看，生產過程中是否需要添加(NH₄)₂SO₄？說明理由。

Answer 1

4-1  (NH₄)₂SO₄＋MnCO₃＝MnSO₄＋2NH₃↑＋CO₂↑＋H₂O↑　　　 　　　　　　　　　（１分）

4-2  MnSO₄＋2NH₃＋CO₂＋H₂O＝ (NH₄)₂SO₄＋MnCO₃↓　　　　　　　　　　　　　（2分）

4-3  MnSO₄，MnCO₃分解生成高價錳的氧化物而導致錳浸出率下降。　　　     　　（2分）

4-4  不需加。開始投料時(NH₄)₂SO₄（132gmol^-1）過量（MnCO₃,115 gmol^-1）,反應生成的NH₃、CO₂以及(NH₄)₂SO₄可循環利用。　　　　　　                         （2分）