Question

【題目】一種以軟錳礦(主要成分為MnO2、SiO2、Al2O3)和黃鐵礦(FeS2、SiO2)為原料冶煉金屬錳的工藝流程如圖所示：

已知相關金屬離子[c(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氫氧化物沉淀的pH如下：

金屬離子	Fe3＋	Mn2＋	Al3＋
開始沉淀的pH	2.7	8.3	3.2
沉淀完全的pH	3.7	9.8	5.0

回答下列問題：

除雜步驟中加入的MnCO3的作用是____________________________，該過程需調節溶液pH的范圍是___________________________，若把pH調得過高，其后果是_________________________。

Answer 1

【答案】調節溶液的pH，使Fe3＋和Al3＋完全沉淀 5.0≤pH＜8.3 會使Al元素形成AlO2-混入溶液中而無法分離出來，且錳的產率會降低

【解析】

軟錳礦加入硫酸和黃鐵礦浸取反應過濾得到濾渣1為不溶物質，含有二氧化硅、硫等，濾液為硫酸鐵，加入過氧化氫、碳酸錳生成沉淀為氫氧化鐵，過濾得到溶液主要為硫酸錳溶液，電解生成錳。其中加入MnCO3，根據沉淀所需的pH除去Fe3+和Al3+，且不引入新的雜質；依據相關金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH表格數據分析作答。

加入的MnCO3可調節溶液的pH到合適的范圍，使Fe3＋和Al3＋完全沉淀轉化為氫氧化鐵和氫氧化鋁，所需的pH值≥5.0，而Mn2＋開始沉淀的pH為8.3，則調節的pH范圍為：5.0≤pH＜8.3；若把pH調得過高，氫氧化鋁沉淀會被堿性溶液溶解，生成偏鋁酸根離子，且從沉淀所需pH值表格數據可看出，Mn2＋會開始沉淀，導致錳的產率會降低。