فرایند تولید آلومینیوم سولفات

تولید آلومینیوم سولفات:
سولفات آلومینیوم با واکنش هیدروکسید آلومینیوم تازه رسوبی با مقدار مناسب اسید سولفوریک تولید می شود.

سپس محلول حاصل تبخیر شده و اجازه می یابد تا متبلور شود. آلومینیوم سولفات می تواند به صورت بلورهای سفید، براق، قطعات، گرانول یا پودر به بازار عرضه شود. به سولفات آلومینیومی که حاصل از نمک مضاعف با پتاسیم، آمونیوم یا سدیم است، زاج آلومینیوم نیز گفته می شود.

روش های تولید سولفات آمونیوم به دو صورت است:

با افزودن هیدروکسید آلومینیوم Al(OH)3 به اسید سولفوریک H2SO4، آلوم ساخته شود:

2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O

توسط حرارت دادن فلز آلومینیوم در محلول اسید سولفوریک نیز می توان سولفات آلومینیوم را تولید کرد:

↑Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 +3H2

ورقه های آلومینیومی که در ساخت سولفات آلومینیوم به کار می روند، مخلوطی از پیریت آهن، سیلیکات آلومینیوم و مواد مختلف قیر مانند هستند و در باواریای فوقانی، بوهمیا بلژیک و اسکاتلند یافت می شوند. این ها یا بو داده و یا در معرض عمل هوازدگی هوا قرار می گیرند.

در فرآیند بو دادن، اسید سولفوریک تشکیل می شود و با خاک رس واکنش داده و سولفات آلومینیوم را ایجاد می کند، شرایط مشابهی که در هنگام هوازدگی تولید می شود. اکنون این جرم به طور سیستماتیک با آب استخراج می شود و محلول سولفات آلومینیوم با وزن مخصوص 1.16 تهیه می شود.

این محلول مجاز است برای مدتی ثابت بماند (به منظور جدا شدن سولفات کلسیم و سولفات فریک اساسی) و سپس تا زمانی که سولفات آهن در اثر خنک شدن متبلور شود، بخار می شود. سپس کشیده شده و تبخیر می شود تا زمانی که به وزن مخصوص 40/1 برسد.

از خاک رس یا بوکسیت نیز در تهیه آلوم استفاده می شود. به این صورت که برای تولید سولفات آلومینیوم از خاک رس یا بوکسیت، ماده به آرامی کلسینه می شود، سپس با اسید سولفوریک و آب مخلوط می شود و به تدریج گرم می شود و جوش می آید. در صورت استفاده از اسید غلیظ به طور کلی حرارت خارجی لازم نیست، زیرا تشکیل سولفات آلومینیوم گرمازا است.

از کریولیت نیز برای تولید آلومینیوم سولفات استفاده می شود، بدین ترتیب هنگامی که از کریولیت به عنوان سنگ معدن استفاده می شود، آن را با کربنات کلسیم مخلوط کرده و گرم می کنند. به این معنی، آلومینات سدیم تشکیل می شود.

سپس با آب استخراج و یا توسط بی کربنات سدیم یا با عبور جریان دی اکسید کربن از محلول رسوب می کند. سپس رسوب در اسید سولفوریک حل می شود. و در نهایت سولفات آلومینیوم تولید می شود.

واکنش های شیمیایی آلومینیوم سولفات:
این ترکیب وقتی بین 580 تا 900 درجه سانتیگراد گرم شود به γ − آلومینا و تری اکسید گوگرد تجزیه می شود. این ترکیب با آب تشکیل نمک های هیدراته از ترکیبات مختلف است.

مکانیزم سولفات آلومینیوم در آب:
سولفات آلومینیوم تأمین کننده یون های منظور خنثی سازی ذرات کلوئیدی موجود در آب است. بدین صورت که بین ذرات پیوند ایجاد می کند و در واقع لخته سازی یا کواگولاسیون رخ می دهد.

پس از حل شدن آلومینیوم سولفات در آب، این ماده به سرعت با عوامل قلیایی و کلوئیدهای موجود در آب واکنش می دهد و رسوب ژلاتینی هیدروکسید آلومینیوم را ایجاد می کند. به بیان ساده تر باعث جذب کلوئیدهای معلق در آب، ذرات و ناخالصی ها می شود، که این عمل از طریق لخته سازی یا انعقاد صورت می پذیرد.