تولید سولفات آلومینیوم به دلیل کاربرد گسترده آن در صنعت و کشاورزی ، بخصوص در تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب صنعتی اهمیت دارد. سولفات آلومینیوم که برخی آن را با نام زاج سفید هم می شناسند ، یک ماده شیمیایی پر کاربرد با فرمول ساختاری Al2(SO4)3 است. مهمترین زمینه مصرف آن به عنوان منعقد کننده در تصفیه خانه های آب است که به همراه دیگر مواد شیمیایی نظیر آهک هیدراته و پلی آلومینویم کلراید و … مورد استفاده قرار می گیرد.
تولید سولفات آلومینیوم به روش های مختلفی انجام می شود که هر کدام برای مصارف متفاوتی در صنعت یا موارد آزمایشگاهی مناسب است. آلومینیوم سولفات را می توان با استفاده از ترکیبات مختلف آلومینیومی تولید نمود و امکان تولید در فاز مایع و جامد را دارد. در ادامه به بررسی روش های تولید سولفات آلومینیوم می پردازیم.
روش تولید سولفات آلومینوم
روش آزمایشگاهی
در روش آزمایشگاهی تولید سولفات آلومینیم ، کیفیت و خلوص این محصول در حد مطلوبی بدست می آید. برای این منظور ، سولفات آلومینیوم را با افزودن یکی از نمک های آلومینیوم به نام هیدروکسید آلومینیوم با فرمول Al(OH)3 به اسید سولفوریک تولید می کنند.
۲Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O
برای بالا بردن کیفیت تولید آزمایشگاهی سولفات الومینیم حتی می توان فلز خالص آلومینیوم را هم در اسید سولفوریک داغ جوشاند:
۲Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
تولید صنعتی سولفات آلومینیوم
در روش صنعتی تولید سولفات آلومینیم از خاک های معدنی این ماده نظیر بوکسیت استفاده می نماییم. برای این منظور ، خاک رس یا بوکسیت را به آرامی در دمای مشخص مورد پخت قرار می دهیم که به این فرایند ، کلسینه کردن گفته می شود. در مرحله بعد ، آن را در محلول اسید سولفوریک را که با آب رقیق شده ، حرارت می دهیم تا به دمای جوش برسد (اگر از اسید رقیق استفاده نکنیم ، نیازی به حرارت دهی نیست). در نهایت ، مدتی به آن استراحت می دهیم تا محلول شفاف شود. می توان برای تولید سولفات آلومینیوم خشک پودری ، مایع بدست آمده را حرارت دهیم تا خشک شود.
تولید سولفات آلومینیوم از شیست
شیست یک سنگ معدنی از نوع دگرگونی و تشکیل شده از شیل و گل سنگ است. شیست آلومینیوم که مخلوطی از پیریت آهن، سیلیکات آلومینیوم و مواد مختلف قیر مانند می باشد در تولید سولفات آلوم کاربرد دارد. شیست را با اسید سولفوریک واکنش می دهیم تا در معرض خاک رس ، سولفات آلومینیوم تولید گردد. در این روش ، مقداری سولفات کلسیم و سولفات آهن ۳ ظرفیتی هم در داخل آن وجود دارد که باید پس از خنک شدن ، جداسازی شود.
تولید سولفات آلومینیم از کریولیت
کریولیت یکی از کانی های آلومینیوم با فرمول شیمیایی Na3AlF6 است. برای استفاده از کریولیت باید آن را با کربنات کلسیم حرارت داد تا سدیم آلومینات تولید شود. در مرحله بعدی ، با استفاده از جوش شیرین و یا جریان دی اکسید کربن که از محلول عبور داده می شود ، موادی ته نشین شده و در اسید سولفوریک حل می گردد.