鹼式硫酸鋁

硫酸鋁是離子型化合物，易溶於水，由於Al3+的水解作用，使它的溶液呈酸性，往溶液中加入CaCO3粉末，可生成含水量不定的水合氧化鋁Al2O3·xH2O，也可寫作Al2(OH)3的形式，其鹼性略強於酸性。

基本介紹

• 中文名：鹼式硫酸鋁
• 化學式：（1-x）Al2（SO4）3·xAl2O3
• 水溶性：易溶
• 類型：離子型化合物

物質介紹

活性組分Al2O3對SO2具有強大的親和力，它能與未反應的硫酸鋁形成鹼式絡合物（1-x）Al2（SO4）3·xAl2O3，通常將它稱作鹼式硫酸鋁

區別

世界上利用鹼式硫酸鋁溶液作為吸收劑吸收煙氣中SO2，進行煙氣脫硫的方法有兩種，即鹼式硫酸鋁—石膏法（簡稱鹼鋁石膏法）和鹼式硫酸鋁—解析法（簡稱鹼鋁解析法）。

化學反應為：2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3 + 3O2 = 4Al2(SO4)3

硫酸鋁的作用：1.造紙工業中用作紙張施膠劑，以增強紙張的抗水、防滲性能；2.溶於水後能使水中的細小微粒和自然膠粒凝聚成大塊絮狀物，從而自水中除去，故用作供水和廢水的混凝劑3.用作濁水淨化劑，也用作沉澱劑、固色劑、填充劑等。在化妝品中用作抑汗化妝品原料（收斂劑）；4.消防工業中，與小蘇打、發泡劑組成泡沫滅火劑；5.分析試劑，媒染劑，鞣革劑，油脂脫色劑，木材防腐劑；6.白蛋白巴氏殺菌的穩定劑(包括液體或冷凍全蛋、蛋白或蛋黃)；7.可作原料，用於製造人造寶石和高級銨明礬，其他鋁酸鹽；8.燃料工業中，在生產鉻黃和色淀染料時作沉澱劑，同時又起固色和填充劑作用。

工藝發展

鹼式硫酸鋁解析法最早由英國皇家化學工業公司（ICI）於1932年至1942年進行研究，該國的蔓徹斯特於1958年建成一套裝置並投入運轉。芬蘭奧托昆普銅冶煉廠於1936年用該法處理含5%SO2煙氣，生產能力為52t/d（液體SO2）。我國瀋陽化工研究院於1954年用此法進行過中間試驗，處理含0.5～1%SO2的鉛燒結煙氣，吸收率達90%以上，吸收SO2以後的溶液，用低壓蒸汽解吸，以得到SO2氣體，並使吸收劑循環使用，解吸效率接近100%，每噸SO2消耗低壓蒸汽6.7噸。由於當時條件限制，對於0.3%左右的低濃度SO2氣體未進行試驗。

日本自六十年代開始逐漸重視鹼式硫酸鋁法的研究。1972年，日本同和礦業公司開發了鹼式硫酸鋁—石膏法用於煙氣脫硫，並首先在該公司的岡山冶煉廠使用，20個月的平均脫硫率為99%。我國於1980年引進一套該裝置，用來處理南京鋼鐵廠硫鐵礦燒渣的高溫氯化焙燒尾氣，最大設計煙氣量為52,300Nm3/h，SO2濃度為2,850ppm，排空SO2濃度106ppm，自生產以來，脫硫效果很好，SO2吸收率達98.7—99.5%。從1980年開始，南京化學工業公司研究院在消化該裝置的基礎上，經歷了實驗室小試、工藝模擬和連續運行驗證等階段，為瀋陽冶煉廠設計了一套處理硫酸車間尾氣的脫硫生產裝置，其設計煙氣量為135,000 Nm3/h，SO2年平均濃度4,500ppm，1985年投產。其後的20年國內外再無研究套用該法的文獻報導。

1998年我們在生化法煙氣脫硫試驗研究中，偶然發現鹼式硫酸鋁溶液對於吸收1000ppm以下濃度的SO2氣體具有諸多優點，隨後對其脫硫原理、工藝流程作了深入的試驗研究。

化學性質

極易溶於水，硫酸鋁在純硫酸中不能溶解（只是共存），在硫酸溶液中與硫酸共同溶解於水，所以硫酸鋁在硫酸中溶解度就是硫酸鋁在水中的溶解度。 　常溫析出含有18分子結晶水，為18水硫酸鋁，工業上生產多為18水硫酸鋁。含無水硫酸鋁51.3%，即使100℃也不會自溶（溶於自身結晶水）。 　不易風化而失去結晶水，比較穩定，加熱會失水，高溫會分解為氧化鋁和硫的氧化物。加熱至770℃開始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。溶於水、酸和鹼，不溶於乙醇。水溶液呈酸性。水解後生成氫氧化鋁。水溶液長時間沸騰可生成鹼式硫酸鋁。工業品為灰白色片狀、粒狀或塊狀，因含低鐵鹽而帶淡綠色，又因低價鐵鹽被氧化而使表面發黃。粗品為灰白色細晶結構多孔狀物。無毒，粉塵能刺激眼睛。

注意事項

危險性

健康危害：對眼睛、黏膜有一定的刺激作用。誤服大量硫酸鋁對口腔和胃產生刺激作用。 燃爆危險：該品不燃，具刺激性。

急救措施

皮膚接觸：脫去污染的衣著，用流動清水沖洗。

眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸入：脫離現場至空氣新鮮處。如呼吸困難，給輸氧。就醫。

食入：飲足量溫水，催吐。就醫。 消防措施

危險特性：未有特殊的燃燒爆炸特性。受高熱分解產生有毒的硫化物煙氣。

有害燃燒產物：自然分解產物未知。

滅火方法：消防人員必須穿全身防火防毒服，在上風向滅火。滅火時儘可能將容器從火場移至空曠處。

泄漏應急處理

應急處理：隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。用潔淨的鏟子收集於乾燥、潔淨、有蓋的容器中，轉移至安全場所。若大量泄漏，收集回收或運至廢物處理場所處置。

處置與儲存

操作注意事項：密閉操作，局部排風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服，戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與氧化劑接觸。搬運時輕裝輕卸，防止包裝破損。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。 儲存注意事項：儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與氧化劑分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。

製備

由鋁土礦和硫酸加壓反應製得。或用硫酸分解明礬石、高嶺土及含氧化鋁矽原料均可製得。硫酸鋁亦可以通過將氫氧化鋁（Al(OH)3）投入硫酸（H2SO4）中製備。 2Al(OH)3 + 3H2SO4 + 10H2O → Al2(SO4)3·16H2O 1.將從酸性溶液中結晶生成的水合硫酸鋁晶體緩慢加熱，使其逐步脫水，最後將溫度升高到350℃，則完全脫水成為無水硫酸鋁； 2.硫酸法: 將鋁土礦粉碎至一定粒度，加人反應釜與硫酸反應，反應液經沉降，澄清液加入硫酸中和至中性或微鹼性，然後濃縮至115℃左右，經冷卻固化，粉碎製得成品。

儲運

起運時包裝要完整，裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧化劑、食用化學品等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋，防高溫。車輛運輸完畢應進行徹底清掃。

法規信息

化學危險物品安全管理條例 (1987年2月17日國務院發布)

化學危險物品安全管理條例實施細則 (化勞發[1992] 677號)

工作場所安全使用化學品規定 ([1996]勞部發423號)等法規，針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定