2025年大學《資源化學》專業(yè)題庫——鐵礦廢氣資源化學凈化治理技術研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種鐵礦煙氣中污染物通常采用氨水噴淋吸收法進行有效治理？A.COB.SO2C.O2D.NOx2.在高爐煤氣凈化過程中，通常不作為主要目標污染物進行治理的是？A.COB.H2C.SO2D.粉塵3.將冶金過程產生的煙氣中的CO2通過催化反應轉化為甲醇，這主要體現(xiàn)了資源化學中的哪種理念？A.清潔生產B.循環(huán)經濟C.綜合利用D.綠色化學4.鐵礦燒結煙氣脫硫常采用石灰石-石膏法，其吸收SO2的主要化學反應是？A.SO2+1/2O2→SO3B.CaCO3→CaO+CO2C.SO3+H2O→H2SO4D.CaO+SO2+1/2O2→CaSO45.從資源化學角度看，球團廠煙氣除塵過程中回收的粉塵，其最有價值的利用方向通常是？A.直接填埋B.制造建筑材料C.回收其中的鐵氧化物作為原料D.作為鍋爐燃料6.對于轉爐煤氣脫除NOx，選擇氨法脫硝的主要依據(jù)是？A.氨氣來源豐富且成本低B.反應條件溫和，易于控制C.可同時回收硫資源D.適用于處理高溫、高濕煙氣7.影響煙氣中SO2吸收效率的關鍵因素之一是？A.煙氣溫度B.氣相中氧含量C.污染物初始濃度D.以上都是8.鐵礦工業(yè)中，CO的主要資源化利用途徑是？A.制造硝酸B.制備純堿C.作為燃料或合成氣組分D.用于金屬表面處理9.在冶金煙氣凈化技術中，文丘里洗滌器主要利用的原理是？A.吸收B.催化轉化C.濕法除塵D.熱力燃燒10.將煙氣中的SO2轉化為單質硫，其化學本質是？A.氧化反應B.還原反應C.中和反應D.化合反應二、填空題（每空1分，共15分）1.鐵礦工業(yè)主要廢氣來源包括高爐煤氣、______、______、球團煙氣等。2.某鐵礦燒結煙氣成分中，SO2濃度為800mg/m3，CO濃度為300mg/m3，除塵效率為95%，則出口煙氣中SO2和CO的濃度分別為______mg/m3和______mg/m3。（假設氣體流量和脫硫、脫碳效率相同）3.鐵礦廢氣治理中，化學吸收法利用溶劑與污染物發(fā)生______或______反應進行凈化。4.脫硝技術中，選擇合適的______對于提高脫硝效率和經濟性至關重要。5.從資源化學角度評價，理想的鐵礦廢氣凈化技術應實現(xiàn)______和______的雙重目標。6.粉塵中含有FeO和Fe2O3，回收其中的鐵主要利用了鐵的______性。7.高爐煤氣中CO含量高，其主要污染物是CO和______。8.氨法脫硫制硫酸過程中，SO2在催化劑作用下轉化為SO3的反應是______反應。9.吸附法凈化煙氣污染物，吸附劑的選擇需考慮其______、______和再生性能。10.鐵礦工業(yè)資源化學凈化的核心在于實現(xiàn)污染物從______向______的轉化。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述化學吸收法脫除煙氣中SO2的基本原理及其主要步驟。2.與傳統(tǒng)末端治理相比，從資源化學角度說明將污染物轉化為資源進行源頭或過程控制的優(yōu)越性。3.針對高爐煤氣中CO含量高且溫度高的特點，簡述其主要凈化技術及其化學原理。4.簡述煙氣脫硝技術中，選擇不同脫硝方法（如選擇性催化還原SCR、選擇性非催化還原SNCR）時需要考慮的主要因素。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述將鐵礦燒結煙氣中的SO2轉化為硫酸或硫磺資源化利用的技術路線、化學原理及經濟意義。2.結合實際，論述鐵礦工業(yè)中回收利用粉塵中有價值組分（如鐵、鈦等）的技術方法、應用前景及面臨的挑戰(zhàn)。3.試分析當前鐵礦廢氣資源化學凈化治理技術發(fā)展中存在的主要問題（如成本、二次污染、技術集成等），并提出相應的改進方向或創(chuàng)新思路。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.B4.D5.C6.A7.D8.C9.C10.B二、填空題1.轉爐煤氣燒結煙氣2.40153.化學反應化學吸收4.催化劑5.環(huán)境保護資源回收6.還原7.CO28.催化氧化9.選擇性高效10.廢物廢物資源三、簡答題1.化學吸收法利用溶劑對煙氣中的SO2進行吸收。SO2溶于水后會形成亞硫酸，亞硫酸不穩(wěn)定易被空氣中的氧氣氧化生成硫酸。主要步驟包括：煙氣預處理（去除粉塵等）、吸收（SO2在溶劑中溶解或發(fā)生化學反應生成酸式鹽或正鹽）、溶液再生（解析出富SO2的溶劑，循環(huán)利用）以及酸的中和與精制等。2.傳統(tǒng)末端治理方法通常將污染物集中處理達標后排放，處理過程可能能耗高、產生二次污染、資源浪費。資源化學理念指導下的源頭或過程控制，則是在生產過程中本身就考慮污染物的轉化與利用，例如將SO2轉化為硫酸，CO轉化為甲醇或合成氣，粉塵回收利用等。這種方式可以變廢為寶，降低處理成本，減少廢物產生，提高資源利用效率，符合循環(huán)經濟和可持續(xù)發(fā)展的要求。3.高爐煤氣主要污染物是CO和CO2，溫度較高（約200-300°C）。主要凈化技術包括：*文氏管洗滌器（濕法除塵，同時可脫除部分SO2和CO）：利用高速氣流沖擊液膜進行除塵，洗滌效率高。*噴淋塔脫硫脫碳：利用堿性溶液噴淋洗滌，脫除SO2和部分CO2。針對CO，常用的是物理吸收法（如低溫甲醇洗）或變壓吸附法（PSA），利用CO與CO2在特定溶劑或吸附劑中溶解度的差異進行分離?；瘜W原理主要是利用物理作用（洗滌、吸附）去除雜質，以及利用化學吸收或吸附劑選擇性吸附CO或CO2的原理。4.選擇脫硝方法時需考慮：*煙氣溫度：SCR通常在300-400°C，SNCR在800-1200°C。*NOx濃度和成分：低濃度NOx適合SCR，高濃度NOx可能SNCR更經濟。*燃料類型和特性：不同燃料含氮量、成分不同。*設備投資和運行成本：SCR初始投資高，運行成本相對較低；SNCR初始投資低，運行成本（氨耗）可能較高。*二次污染：SCR可能產生氨逃逸和副產物（如N2O），需控制；SNCR可能產生NOx增量。*工藝要求：是否需要同步去除N2O等。四、論述題1.將鐵礦燒結煙氣中的SO2轉化為硫酸資源利用的技術路線主要是“煙氣脫硫+制酸”?；瘜W原理如下：*脫硫：常用石灰石-石膏法（濕法）或循環(huán)流化床法（干法/半干法）。以濕法為例，煙氣中的SO2在吸收塔內與石灰石漿液（主要成分為CaCO3）接觸，發(fā)生反應生成亞硫酸鈣（CaSO3），CaSO3在氧化塔中被空氣氧化為硫酸鈣（CaSO4）。2SO2+2H2O+CaCO3→CaSO3·H2O+CO22CaSO3·H2O+O2→2CaSO4·2H2O(或2CaSO3+O2→2CaSO4)*制酸：將得到的CaSO4（石膏）在回轉窯中高溫煅燒，分解生成可溶性硫酸鈣，再溶解于水形成稀硫酸，最后經濃縮、干燥得到固體硫酸。CaSO4·2H2O→CaSO4+2H2OCaSO4+2H+→Ca2++H2SO4經濟意義：實現(xiàn)了SO2的資源化利用，生產了重要的工業(yè)原料硫酸，減少了酸性廢水排放和固體廢棄物處理壓力，提高了企業(yè)經濟效益和環(huán)境效益，符合環(huán)保法規(guī)要求。2.鐵礦工業(yè)回收利用粉塵中有價值組分的技術方法主要包括：*物理分選：利用重選、磁選、浮選等方法，根據(jù)粉塵中不同組分（如鐵、鈦、硅、鋁等）的密度、磁性、可浮性差異進行分離。例如，高爐塵和轉爐塵富含鐵，可通過磁選回收鐵精粉；鈦磁鐵礦粉塵可通過重選或浮選回收鈦鐵礦。*化學浸出與萃?。簩τ陔y以物理分選或需要純化特定元素的粉塵（如釩鈦粉塵制備鈦白或提取釩），可采用濕法冶金技術。通過酸浸、堿浸或溶劑萃取等方法，將目標組分溶解到溶液中，再通過沉淀、結晶、電積等步驟得到純產品。例如，用硫酸浸出釩鈦礦塵，萃取分離釩和鈦。應用前景：回收的鐵可返回冶金流程；回收的鈦可用于制造鈦合金、鈦白等高附加值產品；回收的釩可用于制造催化劑或合金。這有助于減少對原生資源的開采，降低生產成本，提升資源綜合利用水平。面臨的挑戰(zhàn)：粉塵成分復雜多樣，性質不穩(wěn)定，給分選和浸出帶來困難；部分有價值組分含量低，回收技術經濟性有待提高；回收產品純度可能不滿足高端應用要求；粉塵量巨大，處理成本高；回收過程可能產生新的污染問題（如廢水處理）。3.當前鐵礦廢氣資源化學凈化治理技術發(fā)展中存在的主要問題及改進方向：*問題：部分凈化技術（如脫硫、脫硝）存在能耗高、運行成本高的問題；資源化利用途徑不夠多樣，產品附加值不高；對于低濃度或混合污染物（如CO、NOx共存）的處理效率有待提高；二次污染控制（如氨逃逸、酸霧、粉塵）不容忽視；技術集成度不高，系統(tǒng)優(yōu)化不足；標準法規(guī)有待完善。*改進方向/創(chuàng)新思路：*開發(fā)高效、低耗、低成本的新型凈化材料和工藝，如新型吸附劑、膜分離材料、低溫高效催化劑等。*拓展資源化利用途徑，提高資源化產品的附加值，如利用CO2制造高附加值化學品、利用脫硫石膏制備建材新品種等。