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低铁硫酸铝粉末的用途和制备
背景及概述[1]
硫酸铝化学式Al2(SO4)3•nH2O(n=16,18,27),是常见的铝盐之一。无水物是白色粉末,水合物Al2(SO4)3•18H2O是白色晶体,易溶于水。硫酸铝易发生水解,水溶液呈酸性。往溶液中加入可溶性碳酸盐或硫化物会促使水解完全,产生白色絮状氢氧化铝沉淀,加热时它会猛烈膨胀,变成海绵状物质;煅烧到赤热时则分解成三氧化硫和氧化铝。硫酸铝溶液与硫酸钾或其他一些可溶性硫酸盐溶液混合,使之结晶,可得到复盐,如硫酸铝钾K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O,俗称明矾。这些复盐(铝矾)从溶液中结晶时,容易得到较完整的晶体颗粒,易于纯化,常利用此来提纯硫酸铝或制取较纯铝的化合物。硫酸铝可用做造纸填料、媒染剂、净水剂和灭火剂。氧化铝或氢氧化铝与硫酸作用均可制得硫酸铝,工业上则由高岭土与硫酸反应来制取。低铁硫酸铝粉末为含铁量较低的硫酸铝形式,通常Fe含量低于2×10-5%。
外观
用途[2]
低铁硫酸铝粉末是介于工业硫酸铝和无铁硫酸铝中间的一款产品,比之高铁硫酸铝产品效果更优;比之无铁硫酸铝产品,价格更优。所以在造纸和水处理行业都有广泛的应用。除外还有以下应用:可用于造纸工业精整剂(松脂上胶,使彩色附于碳黑纸面);皮革鞣制剂;媒染剂;净水剂(絮凝剂,生成的氢氧化铝絮凝物可将水中悬浮微粒包被起来,促使迅速沉降分离);泡沫灭火器的杀菌防腐剂内留剂(外留剂为碳酸氢钠,反应后生成二氧化碳);制造明矾、铝白的原料;石油脱色、脱臭剂;药物原料;用作食品固化剂(赋形剂);用于油脂、水等的脱除杂质;白蛋白巴氏杀菌的稳定剂;色淀原料;污水处理剂;防水混凝土原料;防火布的原料。
制备[3]
粉煤灰生产高纯低铁硫酸铝粉末。原料粉煤灰组成为:Al2O3含量37.7%,Fe2O3含量4.38%, CaO含量3.74%,MgO含量0.54%,SiO2含量49.9%,烧失量1.92%。 原料粉煤灰也可以采用其他成分及其相应的量。将粉煤灰在球磨机中球磨1h,进行机械活化;按照粉煤灰与水 的质量比为1∶3加水,充分搅拌,经过浮选除去未燃净的黑;再经 过磁选除去氧化铁;将经过浮选碳、磁选铁之后的粉煤灰残液与浓硫 酸配成硫酸浓度为40%的混合溶液,控制粉煤灰与混合溶液的固液比 为1∶8,在耐酸反应设备中进行加热加压反应3h,反应的最高温度 为240℃;反应降温后,按照粉煤灰与水的质量比为1∶10加水,加 热煮沸后,抽滤得到滤饼,并用粉煤灰与水的质量比为1∶2的水洗 涤,得到硫酸铝粗液。分析铝的提取率为70%。将硫酸铝粗液在100℃蒸发浓缩至原体积的1/10,冷却后,得到 硫酸铝浓缩液;在硫酸铝浓缩液中,按照乙醇与硫酸铝浓缩液的体积 比为1∶1加入无水乙醇,充分搅拌2h、过滤后得到硫酸铝滤饼;按 照硫酸铝滤饼与水的质量比为1∶2,加水溶解滤饼,继续加入乙醇, 控制混合溶液体系中乙醇的体积分数为50%,充分搅拌2h,溶解其中 的硫酸铁,并析出硫酸铝,过滤后得硫酸铝滤饼。将前述的醇化除铁 工序重复操作3次,以最大限度地除去铁杂质,最终得到低铁硫酸铝 滤饼;将最终得到的低铁硫酸铝滤饼经过85℃烘干,得到高纯工业 级硫酸铝粉末,分析其中的Fe含量为14ppm,Al2O3含量为17.5%,完全符 合HG/T2225‑2001《工业硫酸铝》对固体II型一等品(低铁产品) 和固体III型(高铝低铁精品)的技术要求、以及HG2227‑2004《水 处理剂硫酸铝》对I类固体(饮用水用)产品的技术要求。
主要参考资料
[1] 中国中学教学百科全书•化学卷
[2] 实用精细化工辞典
[3] CN201010601181.5 一种粉煤灰生产高纯低铁硫酸铝及其综合利用的工艺方法
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