2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——鈮礦廢水資源化學(xué)處理與回收利用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種鈮礦物屬于燒綠石族礦物？（）A.鈮鐵礦B.褐鈮礦C.鉭鐵礦D.鎢鈮鐵礦2.鈮礦選礦產(chǎn)生的尾礦最主要的潛在環(huán)境問(wèn)題是？（）A.空氣污染B.土壤重金屬污染C.水體富營(yíng)養(yǎng)化D.地下水位下降3.在從鈮礦尾礦中化學(xué)浸出鈮時(shí)，為了提高浸出率，常采用的預(yù)處理方法之一是？（）A.高溫煅燒B.生物還原C.磁分離D.添加助熔劑4.下列哪種化學(xué)試劑常用于從酸性鈮浸出液中沉淀除去鐵雜質(zhì)？（）A.氫氧化鈉B.氨水C.碳酸鈉D.氯化鈉5.針對(duì)含氟較高的鈮廢水，一種有效的處理方法是？（）A.高溫蒸發(fā)B.活性炭吸附C.石灰中和沉淀D.離子交換6.從鈮煙氣中回收Nb?O?，常用的吸收液是？（）A.硫酸溶液B.氫氧化鈉溶液C.氨水溶液D.鹽酸溶液7.下列哪種方法不屬于鈮的萃取分離技術(shù)？（）A.離子交換B.萃取結(jié)晶C.膜分離D.溶劑萃取8.提高鈮浸出液凈化效率的關(guān)鍵在于？（）A.提高浸出溫度B.增加浸出劑濃度C.有效去除雜質(zhì)離子D.減少浸出時(shí)間9.下列關(guān)于鈮資源化利用的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是？（）A.鈮可以用于制造高強(qiáng)度合金B(yǎng).從尾礦中回收鈮是不經(jīng)濟(jì)的C.鈮化合物可用于催化領(lǐng)域D.鈮的回收利用有助于環(huán)境保護(hù)10.符合綠色化學(xué)理念鈮礦廢棄物處理技術(shù)應(yīng)注重？（）A.高產(chǎn)率B.高純度C.低能耗、低污染D.高成本二、填空題（每空1分，共15分）1.鈮礦廢水資源化學(xué)處理的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)______和______。2.鈮礦尾礦通常呈______性，pH值一般偏______。3.從鈮的酸性浸出液中萃取鈮時(shí)，常用的萃取劑屬于______類化合物。4.堿浸法是回收含鈮廢料的一種方法，通常在______條件下進(jìn)行。5.處理含氟鈮廢水，使氟離子轉(zhuǎn)化為______沉淀除去是常見方法之一。6.鈮的氫氧化物呈______色，可用于制備Nb?O?。7.鈮在元素周期表中位于第______周期，第______族。8.鈮煙氣處理中，吸收劑的選擇需考慮與Nb?O?的______能力。9.為了防止浸出過(guò)程中鈮的損失，需要對(duì)浸出液進(jìn)行______處理。10.生物冶金技術(shù)在鈮礦廢棄物處理中顯示出______的潛力。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述堿浸法處理鈮礦尾礦回收鈮的基本原理。2.比較酸浸法和堿浸法處理含鈮廢棄物的各自優(yōu)缺點(diǎn)。3.簡(jiǎn)述萃取法凈化鈮浸出液中雜質(zhì)離子的基本過(guò)程。4.說(shuō)明從鈮礦廢水中回收水資源的主要考慮因素和技術(shù)方法。四、計(jì)算題（共15分）某廠用硫酸浸出含鈮廢料，浸出液體積為500L，pH值為2。取100mL浸出液進(jìn)行測(cè)定，加入氨水調(diào)節(jié)pH至4，生成氫氧化鈮沉淀。過(guò)濾干燥后，沉淀質(zhì)量為0.50g。計(jì)算：（1）浸出液中鈮的質(zhì)量濃度（以Nb?O?計(jì)，Nb的相對(duì)原子質(zhì)量為92，O為16）。（10分）（2）若該廢料處理規(guī)模為100噸/天，按此浸出率計(jì)算，理論上每天可回收Nb?O?多少噸？（假設(shè)廢料中鈮含量均勻且浸出率完全相同）（5分）五、論述題（10分）論述鈮礦廢棄物化學(xué)處理與回收利用過(guò)程中需要綜合考慮的因素及其相互關(guān)系。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.B4.B5.C6.B7.A8.C9.B10.C二、填空題1.資源回收利用2.酸性高3.胺4.高溫高壓5.氟化鈣6.白7.四第五8.化合9.除雜10.特定三、簡(jiǎn)答題1.堿浸法利用高溫高壓強(qiáng)堿（如NaOH、KOH）將鈮從礦石（或廢料）中溶解出來(lái)，形成可溶性的鈮酸鹽（如NaNbO?），然后通過(guò)沉淀、萃取或其他方法分離回收鈮。2.酸浸法：優(yōu)點(diǎn)是浸出速率快，設(shè)備要求相對(duì)較低；缺點(diǎn)是可能產(chǎn)生大量酸泥，對(duì)環(huán)境有影響，且不適用于處理含碳酸鹽較高的廢料。堿浸法：優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境友好，不產(chǎn)生酸泥，適用于多種含鈮廢料；缺點(diǎn)是浸出條件苛刻（高溫高壓），浸出速率相對(duì)較慢，設(shè)備投資較高。3.萃取法凈化鈮浸出液通常利用萃取劑將目標(biāo)鈮離子（或其他雜質(zhì)離子）從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中。首先調(diào)節(jié)浸出液pH至適宜值，加入選擇性萃取劑，搖床振蕩使離子與萃取劑作用進(jìn)入有機(jī)相。然后用反萃取劑將有機(jī)相中的鈮離子選擇性反萃取回水相，得到凈化后的鈮溶液。4.回收水資源的主要考慮因素包括：廢水中雜質(zhì)種類和濃度、水的回用標(biāo)準(zhǔn)（用于何種用途）、處理成本、環(huán)境影響等。技術(shù)方法主要包括：混凝沉淀、過(guò)濾、反滲透、電去離子、離子交換等，常根據(jù)具體水質(zhì)和回用要求采用組合工藝。四、計(jì)算題（1）沉淀物為Nb(OH)?，其摩爾質(zhì)量=92+5*(16+1)=173g/mol。0.50gNb(OH)?對(duì)應(yīng)的摩爾數(shù)=0.50g/173g/mol=0.00287mol。100mL浸出液中含Nb?O?的摩爾數(shù)=0.00287mol*(2/5)=0.001145mol。（因?yàn)?molNb?O?含2molNb）100mL浸出液中含Nb?O?的質(zhì)量=0.001145mol*143g/mol=0.164g。（Nb?O?摩爾質(zhì)量=2*92+5*16=143g/mol）500L浸出液中含Nb?O?的質(zhì)量濃度=(0.164g/100mL)*500mL=0.82g/L=0.82%(w/v)。答：浸出液中鈮的質(zhì)量濃度（以Nb?O?計(jì)）為0.82g/L或0.82%(w/v)。（2）100噸廢料中含Nb?O?的質(zhì)量：假設(shè)廢料密度接近水，100噸=100000kg=100000L。假設(shè)浸出率（按Nb?O?計(jì)）與取樣部分相同，即質(zhì)量濃度為0.82g/L。總Nb?O?質(zhì)量=100000L*0.82g/L=82000g=82噸。按此浸出率，理論上每天可回收Nb?O?82噸。答：理論上每天可回收Nb?O?82噸。五、論述題鈮礦廢棄物化學(xué)處理與回收利用過(guò)程需綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)可行性、環(huán)境影響和社會(huì)效益。經(jīng)濟(jì)效益是驅(qū)動(dòng)力，決定了技術(shù)的選擇和推廣應(yīng)用，要求處理成本低于回收產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值；技術(shù)可行性涉及現(xiàn)有處理工藝的成熟度、處理效果（鈮回收率、產(chǎn)品純度）及操作穩(wěn)定性；環(huán)境影響是關(guān)鍵約束，要求過(guò)程