硫酸铝的制备方法
由铝土矿和硫酸加压反应制得。或用硫酸分解明矾石、高岭土及含氧化铝硅原料均可制得。
硫酸法将铝土矿粉碎至一定粒度,加人反应釜与硫酸反应,反应液经沉降,澄清液加入硫酸中和至中性或微碱性,然后浓缩至115℃左右,经冷却固化,粉碎制得成品。
化学反应方程式:
1.硫酸法:将铝土矿粉碎至一定粒度.应釜与硫酸反应。由氢氧化铝(或纯的高岭土或铝矾土)与硫酸反应后,滤去不溶物再结晶而得。
2.将从酸性溶液中结晶生成的水合硫酸铝晶体缓慢加热,使其逐步脱水,最后将温度升高到350℃,则完全脱水成为无水硫酸铝。
废水治理。钛白废酸生产硫酸铝的原理是废水治理。钛白废酸是钛白粉生产过程中的水解母液,除了大部分的Fe和废硫酸中,还有Mn、Al、Ti、V、Mg等杂质,以及10-20mg/L的Sc,该废液具有种类多。
选用以铝土矿为主要原料生产固体硫酸铝产品。采用高温且在一定压力下的反应工艺。
硫酸与铝土矿反应制备硫酸铝的反应式为:
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
此法铝土矿在高温高压下反应,产品收率较高。
生产流程:
a. 铝土矿规格:
商品铝土矿颗粒较大,进厂后经雷蒙机磨制成80~90目之间的矿粉。
b.铝土矿的酸解:
在反应釜中投入矿体粉末,并注入98%的浓硫酸及水使硫酸浓度降低到55%,同时不断搅拌,并控制压力在3kgf/cm2左右使之反应。项目选用的反应釜承压为5kgf/cm2(0. 5MPa),确保安全。
c.硫酸铝溶液的沉降:
使用真空压缩机将反应釜中的液体压出,引入沉降锅中,用上周期洗渣水将硫酸铝液调至32°Bé(波美度),经压滤机挤压去除杂质,滤出液抽至中和锅。渣用水清洗,一般经二至3次洗渣,采用逆流漂洗,即最后一次用新鲜水。漂洗后用压滤机去渣,漂洗液存在池中,作为下周期生产的漂洗水。一般第一次洗渣水用上周期第二次洗渣水,硫酸铝浓度约4%,用作下次调波美度的底液。第二次洗渣水用上周期第三次洗渣水,硫酸铝浓度很低,约5%,用作反应釜调配酸。经4次挤压后的残渣内基本上不含硫酸铝。为铝矿土内的杂质。成为硫酸铝生产固废。
d.硫酸铝溶液的中和
准确分析清液的酸碱度和盐基度后。用硫酸中和碱式硫酸铝,使中和后的Al2(SO4)3溶液不溶物≤0.25%,盐基度(按Al2O3g/l)保持在0.1~0.4,然后抽入浓缩高位槽。
e.浓缩
采用锅炉蒸汽加热,将水蒸汽通入列管换热器加热浓缩。当浓缩后的硫酸铝溶液温度达到112~117℃时,即可出料.
铝土矿经破碎成100目的矿粉在搪玻璃反应罐加入浓度60%硫酸加压反应,时间为4小时,压力约0.3-0.4MPa。放料后加入一定量的清水搅拌均匀,加入少量的絮凝剂,沉清后放出上面的清液。清液经浓缩达到一定的浓度后,放出来在钢板池里冷却结晶,就成为硫酸铝