从废钒催化剂中回收钒氧化物的研究

注意事项考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求1．满分100分，考试时间为75分钟。

考试结束后，请将答题卷交回。

2．答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。

3．请监考员认真核对在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。

2025届高三期中学业质量监测试4．作答选择题必须用2B 铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。

如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。

作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。

卷化学可能用到的相对原子质量：H 1C 12N 14O 16Na 23S 32V 51一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。

每题只有一个选项最符合题意。

1．人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期，现正向新能源方向高质量发展。

下列有关能源的叙述不正确的是．．．A ．木材与煤均含有碳元素B ．石油裂化可生产汽油C ．燃料电池将热能转化为电能D ．太阳能光解水可制氢2．我国科研团队发现月壤中存在一种矿物Ca 5(PO 4)3(OH)。

下列说法正确的是A ．Ca 2+基态核外电子排布式：[Ar]3d 10B ．PO 43−的空间构型：三角锥型C ．Ca 5(PO 4)3(OH)：仅含离子键D ．OH －的电子式：3．实验室进行炭与浓硫酸反应的实验。

下列装置和操作能达到实验目的是A ．用装置甲进行炭与浓硫酸的反应B ．用装置乙检验H 2O(g)C ．用装置丙检验SO 2D ．用装置丁检验CO 24．X 、Y 、Z 、M 四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y 与M 同主族，Y 与Z 核电荷数相差2，Z 的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。

下列说法不正．．确的．是A ．分子的极性：Y 2X 2>X 2Z 2B ．键角：YX +3>YX 3-C ．共价晶体熔点：Y MD ．热稳定性：YX 4>MX 4阅读下列材料，完成5~7题：铁基催化剂在工业生产中具有广泛的用途：铁触媒可催化合成氨反应；铁基氧化物可催化HCO −3加氢生成HCOO −、催化乙苯脱氢生成苯乙烯、催化CO 2加氢获得乙烯、乙醛、乙醇等多种产物。

2022-2023学年广东省江门市景贤中学高三化学上学期摸底试题含解析一、单选题（本大题共15个小题，每小题4分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，共60分。

）1. 向盛有50 mL 1.00 mol·L－1 HCl溶液的绝热容器中加入NaOH溶液，NaOH溶液的体积(V)与所得混合溶液的最高测量温度(T)的关系如图所示，下列不正确的是()A．该实验表明化学能可以转化为热能B．NaOH溶液的浓度大于1.00 mol/LC．V＝50 mL时，混合液的pH>7 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应参考答案：D略2. 在室温下，将pH= a的酸和pH= b的碱等体积混合，若a + b=14，且混合后溶液的pH 小于7，则该酸和碱的组合可以是A．醋酸和氢氧化钠 B．盐酸和氨水 C.硫酸和氢氧化钾 D．硝酸和氢氧化钡参考答案：3. 在水泥厂和冶金厂中常用高压电对气溶胶作用来除去烟尘，以减少对空气的污染，这种做法所应用的原理是（）A、胶体凝聚B、丁达尔现象C、电泳D、渗析参考答案：答案：C4. 下列各组中的反应，属于同一反应类型的是（） A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇B．由苯硝化制硝基苯；由苯与氢气反应制环己烷C．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由甲酸乙酯水解制甲酸和乙醇D．由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯与溴反应制1，2-二溴丙烷参考答案：C略5. X、Y、Z为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z的最外层屯子数是内层电子总数的3倍。

下列有关叙述正确的是A．X肯定为碱金属元素B．稳定性：Y的氢化物>Z的氢化物C．X、Y两元素形成的化合物一定为离子化合物D．Y、Z两元素形成的化合物熔点较低参考答案：6. 类比思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列有关离子方程式推理正确的是（）C略7. 下列各组有机物，不管它们以何种比例混合，只要总物质的量一定，则完全燃烧时消耗O2为一恒量的是( )①C2H4和C3H6②C5H10和C6H6③C3H6和C3H8O ④C2H2和C6H6⑤C2H5OH和CH3OCH3 A．①④ B．②③⑤C．③⑤ D．全部参考答案：B试题分析：有机物中，不管它们以何种比例混合，只要总物质的量一定，完全燃烧时消耗O2为一恒量，则等物质的量的有机物完全燃烧耗氧量相同。

废催化剂中钼、钒回收工艺的研究I.引言-废催化剂回收的意义-钼、钒在废催化剂中的含量及重要性-国内外钼、钒回收技术现状II.废催化剂中钼、钒的萃取分离工艺-钼、钒萃取剂的选择与性能-影响萃取效率的因素分析-萃取分离实验研究III.废催化剂中钼、钒的还原回收工艺-还原剂的选择与性能-影响还原效率的因素分析-还原回收实验研究IV.废催化剂中钼、钒的浸出回收工艺-浸出剂的选择与性能-影响浸出效率的因素分析-浸出回收实验研究V.结论与展望-工艺比较与评价-未来研究方向及发展趋势VI.参考文献一、引言废催化剂是指在裂化反应、重整化反应、加氢裂化反应等石油化工生产过程中使用后的废弃催化剂。

其中含有多种有机化合物、金属元素和无机盐等。

由于其复杂的成分和危害性，废催化剂的处理和处置成为了石油化工行业中重要的环保问题。

废催化剂中，钼和钒是其中主要的金属元素之一。

钼在催化剂中作为焦炭燃烧时的催化剂，常见于润滑油的加工过程中。

钒则常出现在加氢催化裂解反应中，是裂解剂和加氢剂的催化剂，同时也作为焦炭燃烧时的催化剂。

钼和钒的回收处理，不仅能够减少废催化剂的对环境的污染，还能够同时提取其中的金属元素经济价值，是一项具有非常重要的经济和环保意义的工作。

目前，国内外钼、钒的回收技术已经越来越成熟。

通过研究和总结现有技术，以及结合实践，综合运用钼、钒的萃取分离、还原回收、浸出回收等多种工艺，提高回收率和资源利用率，对钼、钒的回收处理有着重要的意义。

本文就废催化剂中钼、钒回收工艺的研究进行论述，分析并总结国内外钼、钒回收技术现状，并提出研究进展和未来发展趋势。

二、废催化剂中钼、钒的萃取分离工艺废催化剂中钼、钒的萃取分离技术包括有机相和水相的分离、萃取剂选择及动力学因素等多个方面的问题。

采用萃取剂选择良好、工艺条件控制合理的萃取分离工艺，可以将废催化剂中的钼和钒效率地分离出来。

本章主要从以下三个方面介绍废催化剂中钼、钒的萃取分离工艺。

专项提能特训4热点金属及其化合物的制备大题1．随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金维生素”。

已知钒的原子序数为23，回答下列问题：(1)钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中，钾钒铀矿中的钒原子最外层已达到8电子稳定结构，其化学式为K 2H 6U 2V 2O 15(其中钒元素的化合价为＋5价)，若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为：___________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)五氧化二钒是工业制造中的常用催化剂，如工业制硫酸中就利用五氧化二钒作催化剂。

从含钒废催化剂中回收钒，传统的技术是“氧化焙烧法”，其具体流程为：配料→研磨→焙烧→水浸→沉钒→煅烧→V 2O 5其中焙烧是将食盐和钒铅矿在空气中焙烧，这时矿石中所含的V 2O 5就转化为NaVO 3，然后用水从烧结块中浸出NaVO 3，再用稀硫酸酸化就得到V 2O 5的水合物，经过煅烧就可得到V 2O 5。

①配料在焙烧前磨碎的目的是___________________________________________________。

②写出焙烧过程中V 2O 5发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________。

(3)测定钒含量的方法是先把钒转化成V 2O 5，V 2O 5在酸性溶液里转变成VO ＋2，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。

反应的化学方程式为：VO ＋2＋H 2C 2O 4===VO ＋＋2CO 2↑＋H 2O 。

工艺流程大题1．（2019·广西桂林十八中高三月考）亚氯酸钠( NaClO2)是一种高效氧化剂和漂白剂，主要用于棉纺、纸张漂白、食品消毒、水处理等。

已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出的晶体是NaClO2 3H2O，高于38 ℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。

纯ClO2易分解爆炸。

一种制备亚氯酸钠粗产品的工艺流程如下：（1）ClO2发生器中的离子方程式为________，发生器中鼓人空气的作用可能是__________（选填序号）。

a．将SO2氧化成SO3，增强酸性b．稀释ClO2以防止爆炸c．将NaClO3还原为ClO2（2）吸收塔内反应的化学方程式为________，吸收塔的温度不能超过20℃，其原因是_____________。

（3）从“母液”中可回收的主要物质是__________________。

（4）从吸收塔中可获得NaClO2溶液，从NaClO2溶液到粗产品(NaClO2)经过的操作步骤依次为：①减压，55℃蒸发结晶；②______；③_______；④低于60℃干燥，得到成品。

（5）为测定粗品中NaClO2的质量分数，做如下实验：准确称取所得亚氯酸钠样品10.00 g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴人适量的稀硫酸，充分反应（ClO2-+ 4I-+ 4H+= 2H2O+ 2I2+ Cl-）。

将所得混合液配成250mL待测溶液，取25.00 mL待测液，用2.000 mol．L-l Na2S2O3标准液滴定（I2+2S2O32-= 2I-+S4O62-），测得消耗Na2SO3溶液平均值为16.40mL。

该样品中NaClO2的质量分数为______________。

【答案】2ClO3-＋SO2＝2ClO2↑＋SO42- b 2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑防止H2O2分解Na2SO4趁热过滤38-60℃温水洗涤74.21%【解析】【分析】NaClO3在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO2，同时得到Na2SO4，然后与过氧化氢在碱性条件下反应生成NaClO2，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到NaClO3，母液中主要含有Na2SO4，据此分析解答。

电解法从废催化剂中提纯钒元素的流程
电解法是一种常见的从废催化剂中提纯金属元素的方法，下面是从废催化剂中提纯钒元素的电解法流程步骤：
1. 准备工作：首先，收集废催化剂，将其破碎或磨粉，以增加金属钒的暴露面积。

2. 溶液制备：将破碎的废催化剂与酸溶液（如盐酸）进行混合，使金属元素溶解为钒离子。

溶液中还可能存在其他杂质离子，如铁离子。

因此，需要对溶液进行调整，以达到适当的钒离子浓度和PH值。

3. 电解槽设定：将制备好的溶液倒入电解槽中，并安装阳极（一般选用铂或铂-铱合金电极）和阴极（一般选用不锈钢电极）。

4. 电解过程：将电解槽连接到电源，开始电解过程。

在电解过程中，钒离子会被还原成金属钒在阴极上析出。

同时，其他杂质离子也可能在阴极上析出，需要定期清理以确保纯净的钒元素的产生。

5. 钒元素提取：清理和收集析出的金属钒，进行过滤和洗涤，然后将其干燥。

这样就得到了纯净的钒元素。

需要注意的是，以上流程仅为一般性的提纯过程，实际操作中需要根据具体情况进行调整和优化。

此外，在废催化剂中可能
还存在其他金属元素，所以还需要对钒元素进一步纯化和分离，以得到高纯度的金属钒。

化工流程中重要物质的确定工艺流程题考查的目的性很强，考生应当从题干内容出发，找清题目的目的，按照目的去分析流程。

【典例解析】以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。

从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。

废钒催化剂的主要成分为：以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：废矾催化剂V2O5浸液H2SO4KClO3KOH 淋洗液NH4Cl废渣1 废渣2 流出液（该题目的是制备V2O5，期中V价态是+5价，所以原材料+4的V应在流程中升价，SiO2、Fe2O3、Al2O3要通过沉淀法除去，K2SO4用其他方式除去。

初步分析之后对应到上面流程图，可以立刻分析得到，废渣1是SiO2，废渣2是铁和铝的相关沉淀，流出液是K2SO4的相关溶液，流程中氧化操作就是将+4价的V 氧化到+5价）【题目专练】1．废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。

湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。

某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是________。

循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是_________________________________________。

答案H2SO4防止由于溶液中的c(OH－)过高，生成Cu(OH)2沉淀解析操作④得到的H2SO4可以利用到反应Ⅲ中，所以第三处循环的试剂为H2SO4；NH4Cl水解溶液呈酸性，可以中和溶液中的OH―，防止由于溶液中的c(OH－)过高，生成Cu(OH)2沉淀。

2．毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下：加入NH3·H2O)，滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。

加入H2C2O4时应避免过量，原因是_____________________________________。

高考化学二轮复习小题提速练：大题突破练1 化学工艺流程题1.(2022江西新八校第二次联考)五氧化二钒(V2O5)是一种橙黄色片状晶体,具有强氧化性。

在冶金、催化剂、磁性材料等领域有重要作用。

实验室以含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机物等)来制备V2O5的一种工艺流程如下:已知:“滤渣2”为Mg2(OH)2CO3。

请回答下列问题:(1)含钒废料中的有机物主要在工序中除去。

(2)常温时,若“调pH净化Ⅰ”工序中最终溶液pH=8,通过计算判断,此时Cu2+是否已经沉淀完全(填“是”或“否”),并写出计算过程(已知离子浓度<1.0×10-5mol·L-1认为沉淀完全,K sp[Cu(OH)2]=4.8×10-20)。

(3)“净化Ⅱ”时若加入过量的(NH4)2CO3,可能导致的后果为。

(4)煅烧反应同时有氨气生成,实验室检验该气体的方法为。

NH4VO3要在流动空气中煅烧的原因可能是。

(5)在硫酸酸化条件下,V2O5可与草酸(H2C2O4)溶液反应得到含VO2+的溶液,反应的离子方程式为。

(6)全钒液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为V+V2++2H+VO2++H2O+V3+电池充电时,阳极的电极反应为。

2.(2022广西桂林、梧州一模)市政污泥含大量金属(Cu、Zn、Ni、Fe、Ag等),不经处理直接填埋会对环境造成严重的污染。

市政污泥的综合利用能够使其得到科学、妥善的处置,并可以作为资源再次被我们利用,同时可以带来一定的经济价值。

某科研团队利用市政污泥回收皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下:已知:“沉铁”时若pH过高,会产生具有较强吸附性的氢氧化铁胶状沉淀。

回答下列问题:(1)为提高“酸浸”效率,可采取的措施有(任写一条)。

(2)“一系列操作”主要包括、、过滤、洗涤、干燥。

(3)用锌粉除铜、镍时,先除去铜,然后分离再置换除镍,用锌粉直接置换速率极慢,目前采用“锑盐净化法”,即置换时在酸性、含Ni2+溶液中同时加入锌粉和Sb2O3,得到金属Ni和Sb的混合物,该混合物可表示为NiSb,形成NiSb的离子方程式为。

废石油催化剂提取钒及钼废石油催化剂是一种重要的工业废弃物，它通常由氧化铝、硅酸盐等成分构成。

废石油催化剂中富含钒和钼等重金属元素，这些元素在工业生产中具有重要的应用价值。

因此，利用废石油催化剂提取钒及钼成为了一种具有潜在经济和环境效益的研究方向。

废石油催化剂中的钒主要存在于氧化钒的形式，而钼则以氧化钼的形式存在。

提取废石油催化剂中的钒及钼需要在适当的条件下进行化学反应和分离工艺。

常用的提取方法包括酸浸、碱浸、氧化浸出等。

酸浸是一种常见的废石油催化剂提取方法。

其主要原理是利用酸性溶液将钒和钼溶解出来，形成可溶性的钒酸盐和钼酸盐，然后通过沉淀法、蒸发法等方式将其分离和纯化。

酸浸方法具有简单、操作方便的特点，但同时也存在废液处理困难、易产生环境污染等问题。

碱浸是另一种常用的提取方法。

其原理是利用碱性溶液与废石油催化剂反应，将钒和钼转化成可溶性的钒酸根和钼酸盐等形式，然后通过沉淀、过滤等工艺进行分离和纯化。

碱浸方法相对于酸浸方法而言，具有废液处理相对容易、废渣资源化利用等优势。

氧化浸出是一种较新颖的提取方法。

其基本原理是利用氧化剂将废石油催化剂中的钒和钼转化为可溶性的氧化物，然后通过浸出、沉淀等步骤进行分离和回收。

氧化浸出方法具有操作简单、产品纯度高等特点，但也需要考虑氧化剂的种类和使用量对环境的影响。

废石油催化剂提取钒及钼的过程中，需要综合考虑经济效益和环境友好性。

在提取过程中，可以采用先进的工艺技术和设备，以减少能源消耗和环境污染。

同时，还可以探索钒和钼的二次利用途径，如生产合金材料、制备催化剂等，以提高资源利用效率和降低环境风险。

总之，废石油催化剂提取钒及钼是一项具有广阔应用前景的研究课题。

通过合理选择提取方法和优化工艺条件，可以实现废石油催化剂中钒和钼的高效提取和回收利用，从而实现经济和环境的双重效益。

这不仅有助于推动资源循环利用，还能为工业生产提供可持续发展的支持。

Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2020, 10(3), 127-137Published Online May 2020 in Hans. /journal/hjcethttps:///10.12677/hjcet.2020.103018Study on the Process of Sulfuric AcidLeaching Vanadium of Waste SCR CatalystQi Han*, Lijuan Feng#, Shuo Yao, Yancheng ChenCollege of Chemistry and Chemical Engineering, Ocean University of China, Qingdao ShandongReceived: Apr. 6th, 2020; accepted: Apr. 21st, 2020; published: Apr. 28th, 2020AbstractIn this paper, the hydrometallurgical method is used, Na2SO3 is used as the reducing agent, and the vanadium in the waste SCR catalyst is leached with sulfuric acid solution at one time. After ob-taining the optimal leaching conditions, two stages of countercurrent leaching are used to further increase the leaching rate of vanadium in the waste SCR catalyst. The main component of the re-maining undissolved solid is TiO2, so that TiO2 is separated to obtain a crude titanium tungsten powder product. The optimal process conditions were determined through experiments: leaching temperature 80˚C, leaching time 60 min, sulfuric acid concentration 8%, liquid-solid ratio 5:1, and sodium sulfite concentration 7% (relative to the catalyst amount). The vanadium leaching rate is79.74%, and the two-stage countercurrent leaching improves the leaching rate by about 9%.KeywordsWaste SCR Catalyst, Vanadium, Sulfuric Acid, Two-Stage Countercurrent Leaching硫酸浸取废SCR催化剂中钒的过程研究韩奇*，冯丽娟#，姚硕，陈彦成中国海洋大学化学化工学院，山东青岛收稿日期：2020年4月6日；录用日期：2020年4月21日；发布日期：2020年4月28日摘要本文采用湿法冶金的方法，用Na2SO3做还原剂，采用硫酸溶液一次浸取废SCR催化剂中的钒，得出最佳浸出条件后再利用两段逆流浸出，将废SCR催化剂中钒的浸出率进一步提高。

废催化剂中钼、钒回收工艺的研究张梅英;季登会【摘要】The roasting leaching which adding in alkali and roasting alkaline leaching are compared in this article. The experiment is implemented based on the method of roasting alkaline leaching with sodium carbonate as leaching agent. The effects of the roasting temperature, roasting time and concentration of sodium carbonate on molybdenum, vanadium leaching rate are studied. The optimal process conditions are obtained as follows: roasting temperature of 650 t , roasting time of 3 hours, and using once counter-current leaching with the concentration of sodium carbonate being 50 g/L. The leaching rate of molybdenum is 91% and the leaching rate of vanadium is 77. 17% under the above conditions. The effects of the deposition temperature and the concentration of ammonium chloride on the sedimentation rate of vanadium are studied as well. The optimal process conditions are obtained as follows: the temperature of 80~90 t , the ammonium chloride of 90 g/L. The sedimentation rate of vanadium is 97% under the conditions.%比较了加碱焙烧浸出和焙烧碱浸方法.选择焙烧碱浸工艺进行试验,使用碳酸钠为浸出剂,考察了焙烧温度、焙烧时间及碳酸钠浓度等条件对钼、钒浸出率的影响.确定焙烧温度为650℃,焙烧3h,碳酸钠加入量为50 g/L 的一次逆流浸出工艺,在该工艺下钼的浸出率达91％,钒的浸出率达77.17％.考察沉降温度及氯化铵浓度对钒的沉降率的影响,确定温度在80～90℃,氯化铵浓度为90 g/L时,钒的沉降率达到97％.【期刊名称】《矿冶》【年(卷),期】2011(020)004【总页数】4页(P109-112)【关键词】废催化剂;钼;钒;焙烧;浸出【作者】张梅英;季登会【作者单位】云南锡业集团(控股)有限责任公司研究设计院,云南个旧661000;云南锡业集团(控股)有限责任公司研究设计院,云南个旧661000【正文语种】中文【中图分类】X74含钼催化剂广泛应用于多种化工生产过程中，是一类非常重要的催化剂，其种类繁多，不同基体，添加不同掺杂离子，其催化功能也不同〔1〕。