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硫酸铝

发布时间:2016-09-05 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:981

硫酸铝(Alumium sulfate)分子式Al2(SO4)3·18H20,相对分子质量666.43。

1.产品性能

白色或灰白色粉粒状晶体。在空气中长期存放易吸潮结块。由于有少量硫酸亚铁存在,而使产品表面发黄。易溶于水,水溶液呈酸性反应,难溶于醇。过饱和溶液在常温下结晶为无色单斜晶体的18水合物,8.8℃以下结晶为27水合物。约600℃分解成三氧化二铝

2.生产方法

(1)中和法 氢氧化铝与硫酸发生中和反应,生成硫酸铝

2A1(OH)3+3H2SO4→Al2(S04)3十6H20

(2)硫酸法 铝土(主要成分A1203)用硫酸分解,经后处理得硫酸铝。

A1203+3H2SO4→A12(SO4)3+3H20

(3)铝锭下脚料法将铝锭下脚料溶于硫酸,滤去不溶物,使原料中杂质生成的铵明矾析出并分离后,经蒸发浓缩、冷却固化而得成品。

(4)明矾石法明矾石(A1203 20%,K20 5%)经煅烧、粉碎后,用硫酸溶解,滤去不溶物,得硫酸铝和钾明矾混合溶液,迅速冷却结晶分离钾明矾,母液经蒸发浓缩,冷却固化即得成品。

(5)高岭土法 高岭土(或黏土)经700-800℃煅烧后粉碎,用过量硫酸分解,然后用霞石(K20)中和游离酸而得。

A1203·2SiO2·2H20+3H2S04→A12(SO4)3+2SiO2+5H20

3.工艺流程

(1)中和法

(2)硫酸法

4.生产工艺

(1)中和法用于试剂纯产品制备:搅拌下将189g纯硫酸加入140mL水中,配成硫酸溶液。将硫酸溶液逐渐加入100g纯的干燥的氢氧化铝中,反应时强烈放热。反应完毕,冷却后分离得白色多孔的十八水合硫酸铝。

(2)焙烧工艺法将矿石经颚式破碎机破碎成4-5 cm3石块,再经球磨机粉碎,过80目筛。将粉状铝土矿投入沸腾炉中,在650℃下焙烧2-2.5h。将焙烧好的物料装入高压釜内,在l.5MPa/210℃下,加入50%硫酸和洗涤水浸溶,同时开动搅拌器搅拌,浸溶时间为30-60min,所用硫酸量为:硫酸:A1203=2:7。

浸溶完成后,在搅拌下加适量水稀释。分出上层物料(溶液)。用少量水洗渣3次,该洗水送至前面稀释硫酸和浸溶工序。

溶液经蒸发器蒸发浓缩后,经冷却、结晶、甩干得硫酸铝成品。

(3)常压浸取工艺(Dorr法)先将铝土矿经颚式破碎机破碎后,经球磨机研磨至80%过200目,铝土矿粉送入料仓(料斗),将98%硫酸打入高位槽,二者以化学计量首先连续进入1#反应器,1# ,2# ,3#反应器串联。内衬铅并用蒸汽加热,空气搅拌。在近沸点温度下反应,并依次进入2# ,3#反应器,使反应趋于完全,向3#反应器中加入黑灰(硫化钡),将硫酸铁还原成硫化铁沉淀出来。由反应器出来的混合物送入几个串联逆流操作增稠器中,以除去不溶残渣,同时,也得到充分洗涤,澄清后的硫酸铝液进入敞口排管蒸发器中浓缩,从20%浓缩到36%,然后在冷却转筒固化机上固化成片状产品。

(4)制化学试剂法 将1份重量的纯铝粉溶解在40份重的10%硫酸中,反应进行得比较缓慢,需加热保温4-5h,并不断补充所损失的水分。或将反应物装入带回流冷凝器的烧瓶中煮沸数小时。滤去未溶解的铝及杂质,略加酸化,蒸发至原体积的2/3,冷却至10℃,吸滤出结晶,干燥,即得成品。

(5)硫酸法 使用原料铝土矿,一般含三水铝石、一水铝石、一水软铝石及高岭土(含水硅酸铝)。氧化铝有γ-A12O3及α-A1203两种形态,γ-A1203易溶于硫酸,而α-A1203在硫酸中不易溶出。为此,铝土矿经粉碎后(75%通过60目筛),需进行焙烧,使铝土矿脱水,并使α-A1203转变为γ-A1203,以增加和硫酸反应的活性。经焙烧的铝土矿粉在反应器内和浓度为55%-60%的硫酸进行反应。

此外矿粉中的铁、钙、镁及钦等金属氧化物,也不同程度的与硫酸反应,生成相应的硫酸盐。为了不使产品含有游离酸,反应时需加入过量矿粉,使反应终期生成部分碱式硫酸铝

粗制反应液放入沉降槽,在搅拌下加入一定量的凝聚剂(聚丙烯酰胺或牛皮胶),使残渣沉降。澄清液放入中和池,加酸中和至中性或微碱性,然后在蒸发器内浓缩至115℃左右,经冷却凝固后进行粉碎即为成品。

说明:①可采用矿粉不经焙烧,而直接与硫酸加压反应的方法来制取。反应压力一般为0.3MPa(表压),反应时间为6-8h,氧化铝的酸溶出率与焙烧矿粉常压反应基本相同。

②铝土矿中含有20%-40%的二氧化硅,空间粉尘浓度必须控制在l0mg/m3以下,以防止矽肺。矽肺患者,常有咳嗽、胸闷、胸痛、多痰、食欲不振、乏力甚至咯血等症状。因此,操作人员必须定期进行胸部透视,注意预防并及时医疗。

③硫酸铝粉尘能刺激眼睛,使角膜发炎或破坏呼吸道勃膜而引起出血。热的硫酸铝溶液溅在皮肤上,会造成灼伤。

5.产品标准

用作净水剂的硫酸铝,必须符合下列技术要求:

6.产品用途

硫酸铝是世界上产量最多的七种无机盐之一,用途广,用量大。硫酸铝用于造纸工业约占产量的2/3,故有造纸明矾之称。又因硫酸铝易水解生成氢氧化铝胶体,因此是良好的水处理剂,其用量占总产量的1/4。硫酸铝也用作白色皮革的鞣剂、印染的抗碱剂、纸张生产、油脂的澄清剂、净水絮凝剂、雨衣的上浆剂、医药的收敛剂、显像管生产、石油的除臭脱色剂及防火材料等。也是制明矾的原料。

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