由铝制备硫酸铝有酸法与碱法两种方法
酸法:
1、加盐酸溶解,目的是:溶解氧化铝、氧化铁,得到氯化铝、氯化铁溶液(有不溶杂质)。
2、过滤:除去二氧化硅等杂质。加过量氢氧化钠,加碱的目的是:是铁元素变成氢氧化铁沉淀,铝变为偏铝酸钠留在溶液中。
3、过滤:除去氢氧化铁沉淀,通入二氧化碳酸化,目的是:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,便得到纯净的氢氧化铝。
4、灼烧氢氧化铝,得到氧化铝和水(水蒸汽),电解氧化铝便得到硫酸铝。碱法:
1、加氢氧化钠溶液,碱溶解目的:溶解氧化铝。
2、过滤:除去不溶性杂质。得到较纯净的偏铝酸钠溶液,通入CO2酸化,目的:NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,得到氢氧化铝沉淀(易于分离出来)。
3、过滤:获得纯净的Al(OH)3,灼烧:2Al(OH)3=Al2O3+3H2O,电解:2Al2O3=4Al+3O2↑,就可以得出。
(1)铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,方程式为:2Al+3H 2 SO 4 (稀)═Al 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 ↑;
故答案为:2Al+3H 2 SO 4 (稀)═Al 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 ↑;
(2)氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水,方程式为:Al 2 O 3 +3H 2 SO 4 ═Al 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O;
故答案为:Al 2 O 3 +3H 2 SO 4 ═Al 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O;
(3)氢氧化铝与硫酸反应产生硫酸铝和水,方程式为:2Al(OH) 3 +3H 2 SO 4 ═Al 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O;
故答案为:2Al(OH) 3 +3H 2 SO 4 ═Al 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O.
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.
氧化铝先与稀硫酸反应生成硫酸铝,再加入氢氧化钠,最后加入氨水,就能得到氢氧化铝。
氧化铝反应生成氢氧化铝化学方程式:
2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]+12H2O=8Al(OH)3↓+3Na2(SO4) 或
Al2(SO4)3+6NH3.H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
氧化铝反应生成氢氧化铝离子方程式:2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al3++2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑
Al3++3[Al(OH)4]-+6H2O=4Al(OH)3↓
或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
扩展资料:一般所谓的氢氧化铝实际上是指三氧化二铝的水合物。如向铝盐溶液中加入氨水或弱碱而得到的白色胶状沉淀,其含水量不定,组成也不均匀,统称为水合氧化铝。只有在铝酸盐溶液中(含有Al(OH)4-离子)的溶液中通CO2才可得到真正的氢氧化铝。
氢氧化铝主要有325目、800目、1250目、5000目四个规格。白色粉末状固体。几乎不溶于水,能凝聚水中的悬浮物,吸附色素。
参考资料:百度百科—氢氧化铝
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。
[制备方法]
制备方法 1 铝土矿硫酸反应法
铝土矿的主要成分为Al2O3和SiO2。将铝土矿粉粉碎至60目,在加压条件下与60%左右的硫酸水溶液反应7h左右。对反应液进行沉降分离,蒸发浓缩,将澄清液用稀酸中和至中性,然后冷却制成片状或冷却凝固后进行粉碎、筛分,制得硫酸铝产品。反应式如下:
Al2O3+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2O
当三氧化二铝过量时生成碱式硫酸铝,反应如下:
Al2O3+2H2SO4→2Al2(OH)SO4+H2O
碱式硫酸铝能被硫酸中和生成硫酸铝。反应如下:
2AI(OH)SO4+H2SO4→Al2(SO4)3+2H2O
铝:土矿硫酸反应法制备硫酸铝共分为三种方法,一是铝土矿与硫酸的常压法,该法由于铝浸出率低,未能大规模采用;二是煅烧矿与硫酸的常压法,需要将铝土矿经860℃高温煅烧40min,该法能耗高;三是铝土矿与硫酸的加压法,将铝土矿和硫酸在加压条件下直接反应,目前广泛采用第三种。将铝土矿粉碎至60目,在反应器内与55%~60%的硫酸在加压条件下反应6~8h,粗制反应液经沉降分离、蒸发浓缩,澄清液加酸中和至中性或微碱性,然后冷却制成片状或冷却凝固后进行粉碎、筛分,制得硫酸铝产品。铝土矿加压反应法生产硫酸铝的工艺过程如图2-1所示。
图2-1 铝土矿加压反应法生产硫酸铝工艺流程
制备方法 2 氢氧化铝硫酸反应法
氢氧化铝与硫酸反应,反应液经沉降、浓缩,再冷却固化,经粉碎筛分,制得硫酸铝成品。反应式如下:
3H2SO4+2AI(OH)3→Al2(SO4)3+6H2O
制备方法 3 明矾石法
将明矾石煅烧,粉碎后用稀硫酸溶解,过滤去掉不溶物得到硫酸铝和钾明矾混合溶液,迅速冷却结晶除去钾明矾,浓缩母液,冷却加工成片状。
制备方法 4 高岭土法
经700~800℃煅烧粉碎至一定粒度的高岭土,与一定浓度的硫酸在间歇蒸煮反应槽于105~110℃反应5h,然后反应料浆进人料浆储槽以便后续生产过程的连续化,经沉降分离后上部清液送入蒸发结晶器蒸发浓缩,冷却凝固打碎即为块状或片状硫酸铝产品,也可将浓缩液直接送至喷雾造粒塔制成粒状产品。反应料浆沉降槽中的沉渣再浆洗涤回收残余Al2(SO4)3后,可用于制作炭黑;洗涤澄清液则进人料浆储槽稀释料浆有利于沉降分离。
制备方法 5 粉煤灰法
以电厂排放的废弃物一粉煤灰为原料,60%的硫酸与粉煤灰在100℃下反应6h,过滤得到含铁硫酸铝溶液。往粗液中滴加30%的过氧化氢,在室温下搅拌,加人萃取剂,静置分层,分离,蒸发浓缩,即得硫酸铝。硫酸铝广泛应用于造纸、净水、纺织印染、消防、制革等方面,而粉煤灰是电厂排放的废弃物,对环境产生了很大的污染,所以利用粉煤灰硫酸浸出生产硫酸铝,对粉煤灰的综合利用有着巨大的意义。但是由于粉煤灰中含铁较多,生产出的硫酸铝难以达到一级品标准。国内外对除铁方法的研究很多,主要有重结晶法、添加无机物使铁沉淀法、有机物萃取法等。行之有效的主要是后两种方法。美国、日本大都采用伯胺基阴离子交换剂除铁,也有采用叔胺或伯胺萃取除铁的。国内对脂肪酸萃取除铁和伯胺、叔胺除铁也有研究报道。
氢氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和水,反应方程式:2Al(OH)3 + 3H2SO4 =Al2(SO4)3 + 6H2O。
高纯氧化铝呈白色微粉,粒度均匀,易于分散,化学性能也很稳定,高温收缩性能也适中,具有良好的烧结性能转化率,是生产耐热、耐磨、耐腐产品的基本原料。高纯氧化铝的用途还在于用于透光性氧化铝烧结体、荧光体用载体、 特种气体用添加剂等等许多方面,适用范围可以说是十分的广泛。
氧化铝使用禁忌
使用前切勿打开包装,以免吸潮,影响使用效果。
活性氧化铝干燥剂适用于深度干燥,使用条件以压力大于5公斤/平方厘米为宜。
活性氧化铝干燥剂使用一定时间后,吸附性能将逐渐下降,应通过再生,脱除被吸附的水份,以便反复使用于再生作业的气体,(具有比干燥作业时更低或相同压力的干气体,具有比干燥作业时更高或相同温度的干气体,升温后的湿气体,减压后的湿气体)。
以上内容参考 百度百科-氧化铝、百度百科-稀硫酸
1、由硫酸铝溶液与硫酸铵溶液反应,并经冷却结晶、离心分离、洗涤和干燥制得。
2、铝矾土与硫酸反应生成硫酸铝,用崩胶沉降后,上清夜加入硫酸铵,于100度下与硫酸铝生成硫酸铝铵,在经浓缩。冷却结晶、分离先涤,即得成品。反应式:
Al2O3+3H2SO4——Al2(SO4)3+3H2O
Al2(SO4)3+(NH4)2SO4+12H2O*12H2O
3、氢氧化铝法 氢氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝,再与硫酸铵反应,产物经浓缩、冷却结晶、离心脱水、干燥而得成品。反应式:
2Al(OH)3+3H2SO4——Al2(SO4)3+6H2O
Al2(SO4)3+(NH4)2SO4+12H2O*12H2O
4、在400度高温下,氧化铝和硫铵反应可生成硫酸铝按
4(NH4)2S04+A1203=2NH4Al(S04)2+6NH3+3H20