碳酸锂广泛应用与陶瓷和医药等领域，以锂辉石（主要成分为LiAlSi2O6）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：①2LiAlSi2O6＋H2SO4(浓)Li2SO4＋Al2O3·4SiO2·H2O↓②Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以

Question

碳酸锂广泛应用与陶瓷和医药等领域，以锂辉石（主要成分为LiAlSi₂O₆）为原材料制备Li₂CO₃的工艺流程如下：

已知：①2LiAlSi₂O₆＋H₂SO₄(浓) Li₂SO₄＋Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓

②Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、4.7、9.0和11.1

③某些物质的溶解度（S）如右表

请回答下列问题：

（1）锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒的目的是                                   。

（2）滤液a中含有Li⁺、SO₄^2- 另含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺ 、Ca²⁺、Na⁺等杂质，步骤Ⅱ需在搅拌下加入石灰石以调节溶液的pH到6.0～6.5，此时沉淀的杂质离子有                             。

（3）步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H₂O₂溶液，石灰乳和Na₂CO₃溶液，发生反应的离子方程式有                                                              。

（4）步骤Ⅲ中加入饱和Na₂CO₃溶液过滤后需要用热水洗涤的原因是                            。

（5）从滤液c中可回收的主要物质是                                                      。

 

Answer 1

（1）增大锂辉石与硫酸的接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率（2分）

（2）Al³⁺、Fe³⁺（2分） （3）2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺＝2Fe³⁺＋2H₂O，3Ca(OH)₂＋2Fe³⁺＝3Ca²⁺＋2Fe(OH)₃↓；

Ca(OH)₂＋Mg²⁺＝Ca²⁺＋Mg(OH)₂↓；Ca²⁺＋CO₃^2-＝CaCO₃↓ （4分）

（4）Li₂CO₃的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li₂CO₃的损失（2分） （5）Na₂SO₄（2分）