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