znco3为什么和c反应生成金属的置换反应zno

将炉甘石(ZnCO3)、赤铜矿(Cu2O)和过量的炭混合后,加热至800℃左右,即得金光闪闪的“假黄金”.有同学对“假黄金”的组成进行了以下探究.[查阅资料]高温时炭可将金属活动顺序表中铝以后的金属氧化物还原成金属单质;ZnCO3高温可分解成两种氧化物.[提出问题]“假黄金”的化学组成可能是什么?[猜想]甲同学对该“假黄金”的组成作了以下三种猜想:猜想①可能是单质:C、Zn、Cu猜想②可能是氧化物:ZnO、CuO、Cu2O猜想③可能是单质和氧化物组成的混合物[论证](1)乙同学经过思考和推理后,首先排除了其中的两个猜想②③(填①②③序号),理由是因为C过量,所以可以将氧化物还原成金属;对余下的一种猜想,乙同学又排除了其中的一种物质,依据是C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2.(2)对余下的两种物质(ab代表),甲和乙同学利用下列实验方案进行验证:HCl;(3)写出上述实验过程中发生反应的任意一个化学方程式Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑;[结论与应用](4)“假黄金”的成分中a为Zn;b为Cu;生活中真假黄金的鉴别,可采用的一种方法是(要求写出操作、现象和结论)加稀盐酸,能与稀盐酸反应产生气体则为假黄金,不能与稀盐酸反应则为真黄金.
ZnCO3高温可分解成两种氧化物,其中一种为氧化锌,生成的氧化锌和赤铜矿(Cu2O)和过量的炭混合后,高温时炭可将金属活动顺序表中铝以后的金属氧化物还原成金属单质,锌和铜均在铝的后面,故能全部被还原为金属,得到的锌在氢前,可与酸发生置换反应产生氢气,而铜在氢后,不能与酸发生置换反应生成氢气.(1)碳酸锌高温分解的产物之一是氧化锌,与氧化亚铜一起可被过量的碳完全还原为金属,不可能有氧化物存在,而碳在高温时可被氧化为二氧化碳,不可能有碳存在,所以本题答案为:②③,因为C过量,所以可以将氧化物还原成金属,C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2;(2)生成的锌在氢前,可与酸发生置换反应产生氢气,而铜在氢后,不能与酸发生置换反应生成氢气,所以可使用HCl进行验证,所以本题答案为:HCl;(3)加盐酸有气体产生,则是锌与盐酸反应,所以本题答案为:Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑;(4)加入盐酸有气泡产生说明含a,则a为锌,故b为铜,假黄金中含 锌,可与酸反应产生氢气,而真黄金不与酸发生置换反应,所以可采用加酸的方法验证,所以本题答案为:Zn,Cu,加稀盐酸,能与稀盐酸反应产生气体则为假黄金,不能与稀盐酸反应则为真黄金.低品位氧化锌矿冶金技术进展
[导读]低品位氧化锌矿的冶金一直是近年的研究重点,现在冶金的重点在于提高低品位氧化锌的回收率和降低消耗。
我国西南地区氧化锌矿资源极其丰富,氧化锌富矿的品位一般在25%~35%,品位小于25%属于低品位氧化锌矿。氧化锌是锌的次生矿物。氧化锌矿石中的锌主要以菱锌矿(ZnCO3)、硅锌矿(Zn-SiO4)等形态存在,矿石中含有大量的金属杂质,如铅、铁、镉、铜等。锌的氧化矿物相复杂,不易选别,浮选药剂的选择、矿物表面的改性都比较困难。
随着世界对金属需求量的增大,同时矿物资源日趋短缺,从低品位矿石中提取有价金属成为近些年来的研究热点。对于低品位氧化锌矿来说,采用常规的酸浸工艺效果并不理想,主要是因为酸耗大、杂质多、锌浓度低、浸出液难以处理,因此低品位氧化锌矿一直没有得到很好的利用。
目前,氧化锌矿石的处理方式有两种:第一种是氧化锌矿石经选矿富集后进入冶炼程序得金属锌;第二种是氧化锌矿石直接人冶炼程序。直接冶锌法又分为火法和湿法两类。
一、火法冶金
(一)金属浴熔融还原法
金属浴熔融还原法是近10年蓬勃发展起来的冶金新技术,其中含碳球团铁浴熔融还原法是非高炉炼铁中的主要研究工艺之一。金属浴熔融还原法,除具有氧化物(或含碳氧化物球团)快速还原,能量利用好等特点外,金属浴本身自带的大量显热,以及其良好的热传递能力,能快速补充氧化物还原所消耗的热量,促进氧化物的还原反应,这也是其特点之一。国外20世纪80年代末开展了利用铁或铁浴来还原挥发氧化锌的研究。日本伊藤聪、澳大利亚Rankin和加拿大Donald作了这方面的研究,这些都为金属浴熔融还原法处理氧化锌矿提供了依据和参考。由于氧化锌矿中都伴随着一定量的铅,当采用铁浴或铁熔点以上的温度处理时,这些铅基本全部挥发,使收集物产品质量大为降低,所以实现氧化锌矿中的锌、铅分离是得到高品位氧化锌粉的关键。采用铁浴熔融还原法对含铅量高的含锌铅粉尘处理后证实,收集物中ZnO含量仅70%,没有达到处理的效果,后采用废铝形成铝浴替代铁浴,实现氧化锌的熔融还原,收集物中ZnO含量达92.523%,初步实现了锌铅分离及粉尘处理。铝浴熔融还原法的特点:铝的熔化温度很低(660℃),其传热能力很强,可在较低温度下选择还原温度,既达到氧化锌快速还原,而Pb又不挥发的目的。
1、铁浴熔融还原法(下面简称“铁浴法”)
铁浴法处理氧化锌矿的原理类似铁氧化物铁浴还原的机理。铁浴法中氧化锌的还原方式多于其它火法工艺,而且氧化锌的还原是耗热过程,铁浴法的温度高,传热方式主要是传导传热,热传递速度快,并充分利用铁水的显热,所以铁浴法中氧化锌还原反应速度很快。铁浴法中氧化锌会发生以下反应:
(ZnO)+Cs=Zn(g)+CO& (1)
(ZnO)十CO=Zn(g)+CO2& (2)
C+CO2=2CO& (3)
(ZnO)+[C]=Zn(g)+CO& (4)
C=[C]& (5)
(ZnO)+Fe=Zn(g)+(FeO)& (6)
式中Zn-代表熔渣中的氧化锌;
Cs-代表固体碳;
[C]-代表铁浴中饱和碳。
2、铝浴熔融还原法(简称“铝浴法”)
铝浴法中氧化锌主要是以含碳球团的方式进行还原。对铝浴中纯氧化锌球团以及含碳氧化锌球团还原的研究结果表明:铝浴在℃温度范围内基本不参与氧化锌的还原,有铝浴存在时含碳球团的还原速度快于无铝浴存在。由于氧化锌还原时强吸热反映,提高温度有利于还原,但提高温度也会提高铅的蒸汽压,加大船的挥发,导致铅及其氧化物进入收集物中,铝浴法就是针对这一特点,利用铝熔点低、传热能力强的特点,是氧化锌在低温下也能获得足够热量,从而既能达到快速还原,又能降低铅挥发的目的。
(二)电炉法
电炉法是采用电炉冶炼,在电炉中还原氧化锌。电炉法要求氧化锌矿的锌品位很高,铅含量及其它杂质要非常低,入炉料为粉料,还原要求冶金焦,电炉处理法的原料条件要求严格,目前我国大部分氧化锌矿低品位难选氧化矿,这种原料条件很难再众多厂家实现。
(三)韦氏炉法和回转窑法
韦氏炉法和回转窑法主要处理低品位难选矿物,原料条件不限,但由于经济效益的缘故,也要求原料中Zn含量大于15%。韦氏炉法和回转窑法的炉料在还原过程中基本保持原有形状,不能发生软化或熔化;冶炼温度低,反映多是气-固相反应,冶炼周期较长;冶炼的热量均来自煤燃烧,传热方式主要是对流传热,能力利用率低。电炉处理法的冶炼温度高,原料为粉料并快速熔化;反映有气-固相反应和液-气相反应等;冶炼的热量来自电能转化,传热方式主要是辐射传热,故要求反应封闭体内进行,能力利用率高。
二、湿法冶金
(一)碱法浸出
碱法浸出用碱浸出氧化锌矿石,设备不易腐蚀,固液分离方便,浸出液易净化,是目前研究较多和较有前途的氧化锌矿石处理方法之一。本工作对云南兰坪氧化锌矿石进行碱法浸出探索性试验,采用的浸出剂为氢氧化钠和氨-碳酸铵,旨在为从氧化锌矿石中直接湿法回收锌寻找行之有效的方法。
碱法浸出是处理氧化锌矿石的有效方法之一,它具有浸出率高和对环境友好等优点。对云南兰坪氧化锌矿石的碱法浸出试验表明,氢氧化钠和氨-碳酸铵溶液都是处理氧化锌矿石的有效浸出剂,锌浸出率可达90%以上。该方法可用于处理同类矿石。
(二)硫酸浸出
采用废电解液浸出氧化锌矿,矿石中的硅大量溶出,生成胶态硅,影响矿浆的液固分离,其它杂质如铁、钙、镁、铝等的浸出也加大净化难度。因此,对氧化锌矿特别是低品位氧化锌矿的湿法处理,国内外进行了大量的研究。为防止硅酸危害,氧化锌矿浸出时应尽量避免产生胶质SiO2,或控制浸出液中硅酸的聚合作用,使硅酸在胶凝前除去,改善矿浆液固分离的性能。目前生产上常用的氧化锌矿酸浸工艺有老山工艺(Vieille-Montagne)、中和凝聚法和瑞底诺(Radina)法,都是采用不同方法将矿浆中胶质SiO2在胶凝前以不同形式除去。
用硫酸浸出低品位氧化锌矿,既达到浸出金属锌的目的,又降低了杂质和酸耗,为开发利用低品位氧化锌矿奠定了基础。
(三)细菌浸出
某些细菌由于具有氧化还原作用而被应用于浸矿作业,如氧化铁硫杆菌(Thiobacillus Ferrooxidans简称Tf)是近况细菌中最常用的一种自养菌,已被广泛应用于硫化矿的浸出工艺上。Duncan等人用Tf浸出硫化锌矿,在一定条件下锌的进出速率可达150mg/(L?h),将细菌用于氧化锌矿的浸出,不仅能促进其中少量的硫化矿在较短时间内浸出,提高锌的浸出率,还有利于浸出液沉淀除铁,降低滤液中的铁含量。Tf可按下式直接或间接浸出硫化锌矿:
ZnS+2O2=ZnSO4& (7)
ZnS+Fe2(S01)3=ZnSO4+2FeSO4+S0& (8)
Fe2+=Fe3+ (9)
(四)渗滤-萃取浸出
渗滤浸出被广泛应用于低品位硫化矿的堆浸,由于减少了磨矿工艺,降低了浸矿工艺的成本,生产上具有操作简单,便于管理等优点。氧化矿由于渗透性差,大规模堆浸比较困难,但也可以实行薄层浸出。
(五)低浓度氨浸-直接电积
针对这些高碱性脉石含锌5%~15%的中低品位氧化锌矿的开发利用,有关单位虽然进行了多年的研究并提出了多个处理方案,但均因经济或技术方面的原因而没能实现工业应用。近年来,国内有关专家学者借鉴20世纪80年代法国、比利时从炼钢锌灰中提取锌所采用的NaOH浸出-浸出液净化除杂-电积生产电解锌的思路,提出了类似的流程来处理高碱性脉石中低品位氧化锌。该工艺虽然具有生产成本较低、NaOH可以再生循环利用等诸多优点,但由于不能有效脱除溶液中的铅(浸出液中含有1~2g/L的铅),尚不具备工业应用前景。
考虑到溶液除杂、抑制铅的浸出和提高锌的浸出速度,中南大学在氨-氯化铵介质中采用搅拌浸出-净化-电积工艺对氧化锌矿的处理进行了研究。由于有Cl-存在,电积过程阳极反应以析氮为主,不仅氨消耗量大,而且对设备材质防腐要求也较高,加之为了保证所产电解锌的产品质量、维持溶液中高的锌浓度,浸出时不得不采用较高的游离氨浓度,导致电积锌时铵挥发严重、操作环境较差,因而锌的生产成本较高。
针对高硅酸盐、低Ca、Mg含量的中低品位氧化锌矿的处理,国内有关学者提出了硫酸强化浸出-P204萃取-锌反萃液电积的工艺,并完成了系统的小型试验研究,取得了很好的试验结果。有关单位在借鉴低品位氧化铜堆浸工艺的基础上,开展了氧化锌矿的堆浸试验研究,有关工作正在进行。
为了开发低品位氧化锌矿,国内外进行了很多的研究。但是火法冶金存在的高能耗、高污染的冶金特点一时难于改变。湿法冶金存在的高消耗、浸出率低的特点也需要攻克。这些难点是今后低品位氧化锌矿冶金的重点,只有解决了这些问题,才能更好的开发低品位氧化锌矿。
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黑龙江某白钨矿属以矽卡岩型为主的白钨矿石,矿石中白钨的品本项目采用洛阳中彭化工环保技术有限公司彭城工程师研制的ZPS化合法生产活性氧化..
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3秒自动关闭窗口ZnCO3,Cu2O和木炭粉混合生成铜和锌的合金,该反应中木炭表现了( ) 性?_百度知道
ZnCO3,Cu2O和木炭粉混合生成铜和锌的合金,该反应中木炭表现了( ) 性?
还原性 方程式:ZnCO3=△=ZnO+CO2↑2ZnO+C=△=2Zn+CO2↑2Cu2O+C=△=4Cu+CO2↑
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出门在外也不愁硫酸与ZnO和硫酸与ZnCO3反应哪个快_百度知道
硫酸与ZnO和硫酸与ZnCO3反应哪个快
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硫酸与ZnCO3的反应快一些,因为ZnO可呈钝性状态,这时不管是酸还是碱,都不能使其尽快完成反应。“ ”的解释不对,因为有气泡产生时,气泡往往会阻碍反应物之间的有效结合的。
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应该是硫酸与ZnCO3反应更快一些,因为该反应有二氧化碳气体生成,气泡的产生可以使硫酸更快的补充到ZnCO3周围而进一步反应。
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