پروسه تولید سولفات آلومینیوم

معرفی سولفات آلومینیوم

سولفات آلومینیوم (Al2(SO4)3) که عمدتا آلوم نامیده می شود، به صورت کریستال هایی سفید و درخشان که غیرقابل حریق و حلال در آب هستند، تولید می شوند. این هیدراته خشک (Al2(SO4)3.14H2O) در حدود 17% Al2O3 است. همچنین در فرم های جامد از قبیل پودری و گرانولی فروخته می شود.

آلوم به روشی ساده از آلومینیوم تری هیدرات و سولفوریک اسید، طی یک پروسه دو مرحله ای، طبق معادله زیر، تشکیل می شود:

fH = -156 kJ mol-1        2Al(OH)3 + 3H2SO4 + 8H2O → Al2(SO4)3 .14H2O∆    

در مرحله اول، مواد اولیه را در یک راکتور مخلوط می کنیم و در مرحله بعد مواد به دست آمده را برای به دست آوردن طیف گسترده ای از آلوم جامد خرد می کنیم. خطر محیطی بالقوه که به سبب این پروسه اتفاق می افتد تغییر PH مسیرهای آبی اطراف است. و به همین دلیل تمامی مسیرها و منابع آبی اطراف از جهت PH و ذرات جامد باید تحت کنترل قرار بگیرند.

کاربرد سولفات آلومینیوم

سولفات آلومینیوم 2000 سال پیش از میلاد مورد استفاده بشر قرار می گرفته است، زمانی که مصریان از یک آلوم معدنی به عنوان پایدار کننده در صنعت نساجی استفاده می کردند. این ماده همچنین در صنعت کاغذ سازی جهت افزایش دوام و رنگ پذیری و در تصفیه آب برای پاک سازی و شفاف کردن آب مورد استفاده قرار می گرفت. از دیگر کاربرد های سولفات آلومینیوم می توان به تصفیه فاضلاب، به عنوان یک ماده ضد آب و شتاب دهنده اتصال ذراتی مانند چربی ها و روغن ها و درنتیجه شفاف کردن آب و همچنبن به عنوان عامل کف کننده در فوم های آتشنشانی، اشاره کرد.

یون آلومینیوم بار مثبت زیادی دارد که همین موضوع سبب شده که لخته کننده خوبی برای مواد کلوئیدی باشد. در یک محلول آبی انواع مختلفی از ذرات هیدرولیز شده بنا بر PH موجود به وجود می آیند.

این شاخصه، آلوم را قادر به حذف ذرات از آب کرده است. آلومینیوم دارای بار مثبت است و جذب مواد با بار منفی می شود که شامل شایع ترین ذرات کلوئیدی موجود در آب می شود: خاک رس و CaCO3

این ذرات لخته شده به Al(OH)3 رسوب شده جذب می شوند و همین ذرات به سطوحی از رسوب ژلی Al(OH)3 در بیرون از محلول می چسبند. آب شفاف و پاک شده معمولا فیلتر هم می شود. هر آب خامی دارای PH بهینه ای است که در آن آلوم می تواند بهترین عملکرد خودش را داشته باشد.

پروسه تولید سولفات آلومینیوم

همانطور که گفتیم آلوم ها به طور دسته ای در دستگاهی به نام راکتور تولید می شوند. راکتور یک دستگاه همزن است که از موادی مقاوم به گرما و اسیدیته واکنش، ساخته شده است. تا اواسط 1960 میلادی، سولفات آلومینیوم از موادی مانند خاک رس آلومینا و یا بوکسیت ساخته می شد. این محصول همچنین سبب تولید ضایعات سیلیکا و سطوح زیادی از آهن مناسب صنایع کاغذ سازی، که از اصلی ترین کاربرد های آلوم هستند، نیز می شد. در سال 1965 کشاورزان از آلومینیوم تری هیدرات به عنوان ماده خام آلوم جهت استفاده در صنایع کاغذ استفاده می کردند. پروسه تولید سولفات آلومینیوم شامل دو مرحله می شود:

مواد خام

آلومینیوم تری هیدرات از بوکسیت تصفیه می شود. رسوب بوکسیت تجاری در کشورهایی مانند استرالیا، فرانسه، جامائیکا، برزیل و ایالات متحده آمریکا واقع شده است. سنگ معدن بوکسیت در جوش شیرین تند و قوی حل شده و سدیم آلومینات تشکیل می شود. سپس آلومینیوم تری هیدرات معمولا طی پروسه خنثی سازی(با کربن دی اکساید) و یا خود رسوب کننده(پروسه بایر)، رسوب می کند. ماده خام دیگر، سولفوریک اسید است که بیشتر برای صنایع کشاورزی، تولید می شود.

مرحله اول، واکنش مواد خام

آلومینیوم تری هیدرات، منتقل شده و در یک کیسه تن ذخیره می شود. هر کیسه توسط بالابر برداشته شده و به محفظه ای که واکنش ها در آن اتفاق می افتد منتقل می شود. واکنش بین آب، آلومینیوم تری هیدرات و سولفوریک اسید با بخار آب موجود در محفظه، طی زمانی مشخص، انجام می شود.

مرحله دوم، ساخت محصول نهایی

پس از گذشت مدت زمان لازم، آلوم حال به حالت مایع و یا جامد ساخته می شود. اگر مایع بود، دسته به هم چسبیده به درون تانک رقیق کننده پر شده از آب رقیق که هر بار سرد می شود منتقل می شود. سپس آلوم مایع فیلتر شده و به درون محفظه ذخیره سازی پمپ می شود. اگر جامد بود، مواد به محفظه ای که قالب گیری می کند منتقل می شوند تا به کمک فن های خنک کننده تثبیت و پایدار شوند. بعد به دستگاه خردکننده وارد و سپس به درون قیفی ریخته می شوند. در این مرحله است که متناسب با درجه بندی های دستگاه به اندازه های متفاوتی تبدیل می شوند.

انتهایی

در این مطلب تلاش کردیم به بهترین نحو و به صورت قابل فهم پروسه تولید سولفات آلومینیوم را برای شما توضیح دهیم.