锰的用途非常广泛,在钢铁工业中,锰的用量仅次于铁,90%的锰消耗于钢铁工业,10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
已知25℃,部分物质的溶度积常数如下:
物质 |
Mn(OH)2 |
Co(OH)2 |
Ni(OH)2 |
MnS |
CoS |
NiS |
Ksp |
2.1×10-13 |
3.0×10-16 |
5.0×10-16 |
1.0×10-11 |
5.0×10-22 |
1.0×10-22 |
(1)步骤Ⅰ中,MnCO3与硫酸反应的化学方程式是 。
(2)步骤Ⅰ中需要加入稍过量的硫酸,其目的有3点:①使矿物中的物质充分反应;②提供第Ⅱ步氧化时所需要的酸性环境;③ 。
(3)步骤Ⅱ中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是 ,加氨水调节溶液的pH为5.0~6.0,以除去Fe3+。
(4)步骤Ⅲ中,滤渣2的主要成分是 。
(5)步骤Ⅳ中,在 (填“阴”或“阳”)极析出Mn,电极反应方程式为 。
(6)电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)≥ mol·L-1。
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