硫酸鋁純合劑(aluminium sulphate binder)是指耐火材料結合劑的一種。它是用鋁土礦硫酸分解法或氫氧化鋁硫酸分解法製取的工業硫酸鋁，經水解後製得的。硫酸鋁含18個結晶水〔Al2(SO4)3·18H2O〕，是白色六角形鱗片或針狀結晶，密度1.62g/cm3，Al2O3理論含量為15.3%，熔點865℃，可溶於水、酸和鹼溶液，不溶於醇。硫酸鋁水溶液呈酸性。當加熟時猛烈膨脹並變成海綿狀物質。在835℃左右分解為Al2O3和SO3。SO3是氣體逸出Al2(SO4)3·18H2O的18個結晶水分3次脫水。
基本介紹
- 中文名：硫酸鋁結合劑
- 外文名：aluminium sulphate binder
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：耐火材料
- 釋義：耐火材料結合劑的一種
簡介,硫酸鋁在水中溶解度與溫度關係,硫酸鋁加入量與所配製水溶液密度的關係,特性,用途,
簡介
硫酸鋁純合劑(aluminium sulphate binder)是指耐火材料結合劑的一種。它是用鋁土礦硫酸分解法或氫氧化鋁硫酸分解法製取的工業硫酸鋁，經水解後製得的。其反應式分別為：
Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O
2Al(OH)3+3H2SO4= Al2(SO4)3+ 6H2O
硫酸鋁含18個結晶水〔Al2(SO4)3·18H2O〕，是白色六角形鱗片或針狀結晶，密度1.62g/cm，Al2O3理論含量為15.3%，熔點865℃，可溶於水、酸和鹼溶液，不溶於醇。硫酸鋁水溶液呈酸性。當加熟時猛烈膨脹並變成海綿狀物質。在835℃左右分解為Al2O3和SO3。SO3是氣體逸出Al2(SO4)3·18H2O的18個結晶水分3次脫水。其差熱分析曲線見圖1。
圖1硫酸鋁在水中溶解度與溫度關係
硫酸鋁晶體在常溫下水解較慢，可採用熱水或加熱方法加快溶解速度。用過濾法除去不溶物。硫酸鋁在水中溶解度與溫度關係見表1。
表1硫酸鋁加入量與所配製水溶液密度的關係
硫酸鋁加入量與所配製水溶液密度的關係見表2。
表2特性
用硫酸鋁結合劑的結合體其硬化機理比較複雜常溫下硫酸鋁溶液中呈現SO2-、Al(OH)2+和Al(SO4)3等狀態存在。若不加促凝劑，凝固很緩慢或者不凝固。加入促凝劑後，如加入促凝劑礬土水泥後，SO42-會奪取礬士水泥中Ca2+形成 CaSO4，同時還形成硫酸鐵、硫酸鎂等。它們之間會互相作用形成硫鋁酸鈣(3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O或3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)和硫酸鋁鐵(FeO·Al2O3·4SO322H2O)等新物質的沉澱析晶，促使結合體凝結與硬硫酸鋁合劑結合的結合體出於新生成物數量不多，故在常溫下強度很低。在500~600℃之前熱處理後的強度與烘乾強度接近。當700~800℃時由於硫酸鹽及硫鋁酸鹽相繼開始分解。放出SO3，[Al2(SO4)3→Al2O3+3SO3↑〕使結合體產生結構疏鬆，強度降低。當髙於1000℃時。由於硫酸鹽與硫鉛酸鹽分解得到的活性Al2O3易發生固相反應。形成新物質和出現液相達到燒結，強度顯著提高。到1200℃時。結合體強度約為800℃時的3.5~5倍。
由於硫酸鈣水解反應產物為H2SO4，它可與原料中金屬和氧化物反應產生氫氣和水，對磚料成型性能不利，故採用硫酸結合劑配料時需在一定溫度和濕度下料24h以上。
用途
用硫酸鋁結合劑可製備澆注料、搗打料、可塑膠及不燒磚等，其使用溫度隨所用骨料及粉料的材質不同而異。
