سولفات آلومینیوم

سولفات آلومینیوم یک نمک معدنی است .که پس از اکسید آلومینیوم دومین ترکیب پر مصرف آلومینیوم می باشد.یک ترکیب سفید رنگ با قابلیت انحلال بسیار بالا در آب می باشد.در تصفیه آب، تولید کاغذ، کشاورزی ، استخر و… با مقدار مصرف مشخص مورد استفاده قرار می گیرد. نام های مترادف : آلوم ;  زاج سفید ; سولفات آلومینیوم هیدراته ; Alum ; Hydrated aluminum sulfate ; Aluminum hydrogen sulfate  

سولفات آلومینیوم

این ماده کریستال سفید رنگ و یا پودری می باشد و از واکنش بین آلومینیوم هیدروکسید و اسید سولفوریک ساخته می شود. ترکیب فوق فرار نمی باشد، اشتعال پذیر نیست اما بسیار اسیدی است به طوری که هنگامی که در آب حل می گردد pH آن به کمتر از 2 حواهد رسید و آب اسیدی می شود  و می تواند باعث سوزاندن پوست و یا خوردگی فلزات شود.سولفات آلومینوم بسته به مقدار آب مصرف شده برای رقیق سازی سولفوریک اسید مصرفی، می تواند ۳۲-۸ مولکول آب در ترکیب خود داشته باشد. خاصیت هیگروسکوپیک این ماده موجب می شود تا مولکول های آب موجود در محیط را جذب نماید. این ترکیب نمکی به ندرت بدون آب تبلور (anhydrous) شکل می گیرد و از میان ترکیب های هیدراته آن، ترکیب ۱۸ آب تبلور یکی از رایج ترین ها است.همه ی ترکیب های بدون آب تبلور و هیدراته با هر تعداد آب تبلور این نمک در آب محلول، غیرسمی و غیرقابل اشتعال و احتراق هستند.  زاج آلومینیوم : این ماده می تواند به صورت ساده یا نمک مضاعف با پتاسیم، آمونیوم یا سدیم تولید شود که در این صورت زاج آلومینیوم نامیده می شود. مهمترین زاج آلومینیوم نمک تشکیل شده با آمونیوم، با فرمول شیمیایی NH4Al(SO4)2 می باشد. که بسیاری از افراد این دو ماده را با هم اشتباه گرفته و آنها را شکلهای مختلفی از یک محصول میدانند. آلوم یا زاج سفید با نام های تجاری مختلف شناخته می شود، آلوم پرال، آلوم اسیدی، کیک آلوم، آلوم فیلتر شده، آلوم کاغذسازی و آلوم گسترده تعدادی از این اسامی اند.

مشخصات فنی

• نام شیمیایی :سولفات آلومینیوم Aluminum Sulfate
• فرمول شیمیایی :Al2(SO4)3
• نقطه ذوب:750 درجه ی سانتی گراد
• انحلال پذیری: در آب ، الکل و اسیدهای رقیق
• شکل ظاهری : پودر سفید رنگ ، جامد کریستالی سفید رنگ

ویژگیهای سولفات آلومینیوم

• منعقد کننده
• حذف کربن آلی محلول (DOC)
• حذف ذرات رنگی humic و fulvic
• اثربخشی بالا در حذف کامل ترکیبات Trihalomethanes (THM)

کاربرد های سولفات آلومینیوم

تصفیه آب

• یون Al توانایی بالایی در لخته کردن قطعات کلوئیدی دارد و یک کواگولانت به حساب می آید.
• عمده ذرات معلق کلوئیدی موجود در آب دارای بار منفی هستند.یون Al موجود در آلوم با آب واکنش داده و یون های با بار مثبت را تشکیل میدهد. این یونها با ذرات معلق ترکیب شده و باعث رسوب ذرات معلق در آب می شوند که با فیلتر شدن از آب جدا می گردند. شکل زیر مربوط به یک واحد تصفیه آب صنعتی با استفاده از این ماده است.

 کشاورزی

•  محلول این ماده در آب خاصیت اسیدی دارد.
•  برای تنظیم pH بهینه برای رشد گیاه، با توجه به نوع خاک و گیاه میزان مورد نیاز آلوم را به خاک می افزایند.
• از آنجایی که Al در دسته مواد مورد نیاز برای رشد گیاه قرار ندارد، ریختن آلومینیوم سولفات مایع به صورت مستقیم بر روی گیاه نه تنها اثر مثبتی ندارد بلکه می تواند به ضرر گیاه نیز باشد. بهترین راه برای استفاده از این ماده افزودن آن به خاک است.مقدار دقیق مصرف بر اساس نوع خاک و نتایج آنالیز آن باید تعیین گردد.

تولید کاغذ

• صنعت تولید کاغذ از جمله صنایعی است که مواد شیمیایی در آنها کاربرد زیادی دارند .
• . آلومینیوم سولفات از جمله موادی است که در تولید کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد .
• الیاف سلولزی موجود در کاغذ تمایل دارند که آب را به خود جذب کنند که عموما اتفاقی ناخوشایند به شمار می رود . برای حل این مشکل سایزینگ (sizing) اناجم می شود که در آن با استفاده از آلوم و روزین کاغذ را ضد آب می کنند .

استخر

• از این ماده برای حذف ذرات معلق در استخر استفاده فراوان می شود.
• زاج سفید را باید قبل از فیلتر کردن به آب استخر افزود.
• محلول زاج سفید در آب اسیدی است و معمولا در هنگام استفاده مقداری کاستیک سودا یا جوش شیرین (عموما به ازای هر کیلوگرم زاج سفید نیم کیلوگرم از کاستیک سودا یا جوش شیرین ) نیز به آب اضافه می شود تا درجه اسیدی آب در محدوده قابل قبول باقی بماند.

کاربردهای دیگر

• تسریع گیرایی بتن
• بازیابی و آماده سازی آب فرآیندی صنایع
• افزایش استحکام و کیفیت جذب جوهر در کاغذ
• تثبیت کننده رنگ پارچه
• چربی زدایی و بو زدایی
• افزایش مقاومت به آب و آتش (شعله)
• فسفرزدایی و کنترل رشد جلبک در آبگیرها و کانالهای انتقال آب
• ساختمان­ سازی و تولید مصالح ساختمانی

تولید سولفات آلومینیوم

روش اول

از طریق واکنش اسید سولفوریک با گل سود که از ضایعات کارخانه جات آلومینیوم کاری بدست می آید ترکیب شده وحاصل ان یک پودر خاکستری رنگ با درصدعیارAL بین ۶-۷ درصد بوجود میاید که شامل نا خالصی های فراوانی میباشد ودرصد سولفات آلومینیوم آن بین ۶۰ الی ۷۰ درصدبوده ومابقی آن ناخالصی مواد دیگر میباشد. البته بعضی از صنایع از این مواد بعلت پایین بودن قیمت آن واینکه خیلی خلوص آن تاثیر در کیفیت محصول آنها نخواهد گذاشت از ماده مذکور استفاده میکنند. مانند صنایع روی وصنایع کارتن سازی .

روش دوم

معروف ترین روش تولید این ماده  است ، که ازطریق واکنش سولفوریک اسید رقیق شده با آب، با هیدروکسید آلومینیوم جاجرم ویا معادن خاک آلومینیوم دیگر تولید میگردد.این روش تولید به جهت سرعت کار بالا ومصرف پایین هیدروکسید الومینیوم هم ازلحاظ اقتصادی ونیز کیفیت مقرون بصرفه تر از دیگر روشهای تولیدی میباشد.و هم چنین خلوص مناسبی برای استفاده در صنایع مختلف دارد.

تولید زاج آلومینیوم

از طریق واکنش سولفوریک اسید رقیق شده با آب به همراه گل سیاه یا خاک سیاه که بسیار ارزان قیمت میباشد و افزودن آمونیوم پرسولفات به محلول و سرد کردن تدریجی محلول تولید شده در وان های پلی اتیلنی یا کریستالیزاتور، تولید می شود که معمولا درصد خلوص AL آن ماگزیمم بین ۵-۶ درصد میباشد شکل ظاهری آن بصورت کریستالهای سفید رنگ ریزودرشت بوده که در بعضی از صنایع خاص مثل عطاری ها صنایع نساجی وچرم سازی مورداستفاده قرارمیگیرد. ضمنا فرمول شیمیایی آن ( Al2(So4)3.(NH4)2So4.24H2O ) میباشد که بسیاری از افراد آنرا با سولفات الومینیوم ( Al2(So4)3) یکی فرض میکنند همچنین جهت تعیین درصد خلوص AL در محلول نمک آلومینیوم با وجود یک یون امونیوم اضافی معمولا میزان درصد خلوص AL را بعلت همپوشانی به خطا می اندازد.      

بسته‌بندی و نگهداری سولفات آلومینیوم

ترکیب فوق باید در یک محیط سرد و خشک و در ظرف های در بسته نگهداری شود.محلول سولفات آلومینیوم خاصیت خورندگی دارد بنابراین توصیه می شود ظروف ، لوله ها و اتصالاتی که در مجاورت محلول سولفات آلومینیوم قرار دارنداز جنس مواد پلاستیکی ، فایبر گلاس ، فولاد ضد زنگ یا دیگر مواد مقاوم در برابر اسید باشد. برای نگهداری زاج و یا کریستال الومینیوم حتما باید جای خنکی را برای این محصول در نظر بگیرید. تمامی کریستالها در دمای بالا و تحت فشار ، حالت کریستالی خود را از دست داده و شیرابه از محصول خارج می شود و کریستالها به یکدیگر می چسبند. برای نگهداری پودرها مکان نگهداری حتما باید خشک باشد وضمنا تحت فشار قرار نگیرند در غیر اینصورت دانه های پودر به یکدیگر چسبیده وتشکیل کلوخ میدهند.هم چنین این ماده نباید در محیط رطوبت دار قرار بگیرد ، زیرا آب را به راحتی جذب می نماید و موجب می شود تا سطح ماده لغزنده گردد.    

لینک های مرتبط :

سلفات روی