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大約占總產量50%的硫酸鋁第一大用途是用于造紙,第二大用途是在飲用水、工業用水和工業廢水處理中做絮凝劑,大約占硫酸鋁總產量40%。當向這類水中加入硫酸鋁后,可以生成膠狀的、能吸附和沉淀出細菌、膠體和其他懸浮物的氫氧化鋁絮片,用在飲用水處理中可控制水的顏色和味道。
物理性質
外觀與性狀:白色晶體,有甜味;
溶解性:溶于水,不溶于乙醇等。[4]
工業品為灰白色片狀、粒狀或塊狀,因含低鐵鹽帶淡綠色,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。[5]
極易溶于水,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于水,所以硫酸鋁在硫酸中溶解度就是硫酸鋁在水中的溶解度。
770℃分解為氧化鋁和三氧化硫。[7]
有無水物和十八水合物。無水物為無色斜方晶系晶體。溶于水,水溶液顯酸性,微溶于乙醇。在水中的溶解度隨溫度的上升而增加。十八水合物(Al2·(SO4)3·18H2O)為無色單斜晶體。溶于水,不溶于乙醇。水溶液因水解而呈酸性。[8]
相對密度(水=1):2.71
不同溫度(℃)時每100毫升水中的溶解克數:
31.2g/0℃ |
33.5g/10℃ |
36.4g/20℃ |
40.4g/30℃ |
45.8g/40℃ |
59.2g/60℃ |
73g/80℃ |
80.8g/90℃ |
89g/100℃ |
[5]
水中溶解度:
溫度(℃) |
溶解度(g) |
0 |
31.2 |
10 |
33.5 |
20 |
36.5 |
30 |
40.4 |
40 |
45.7 |
50 |
52.2 |
60 |
59.2 |
70 |
66.2 |
80 |
73.1 |
90 |
86.8 |
100 |
89.0 |
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。[9]
加熱至770℃開始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。溶于水、酸和堿,不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氫氧化鋁。水溶液長時間沸騰可生成堿式硫酸鋁。無毒,粉塵能刺激眼睛。[5]
水解產物有堿式鹽和氫氧化鋁的膠狀沉淀。容易跟鉀、鈉、銨的鹽結合形成礬,如硫酸鋁鉀kAl(SO4)3·12H2O。[7]
加熱水合物時,猛烈膨脹,并變成海綿狀物,加熱至赤熱時,分解為三氧化硫和氧化鋁。[10]
毒性:
ADI 未規定(FAO/WHO,2001)。[5]
GRAS(FDA,§182.1125,2000)。[5]
制備方法
由鋁土礦和硫酸加壓反應制得?;蛴昧蛩岱纸?/span>明礬石、高嶺土及含氧化鋁硅原料均可制得。[9]
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堿性,然后濃縮至115℃左右,經冷卻固化,粉碎制得成品。[5]
化學反應方程式:
1.硫酸法:將鋁土礦粉碎至一定粒度.應釜與硫酸反應。由氫氧化鋁(或純的高嶺土或鋁礬土)與硫酸反應后,濾去不溶物再結晶而得。[1]
2.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,最后將溫度升高到350℃,則完全脫水成為無水硫酸鋁。[1]
主要用途
用作動物膠的有效交聯劑,并能提高動物膠的黏度。還用作脲醛膠黏劑的固化劑,20%水溶液固化速度較快。
造紙工業中作為松香膠、蠟乳液等膠料的沉淀劑,水處理中作絮凝劑,還可作泡沫滅火器的內留劑,制造明礬、鋁白的原料,石油脫色、脫臭劑、某些藥物的原料等。還可制造人造寶石及高級銨明礬。砷含量不大于5mg/kg的產品可用于水處理絮凝劑。[9]
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.溶于水后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.用作濁水凈化劑,也用作沉淀劑、固色劑、填充劑等。在化妝品中用作抑汗化妝品原料(收斂劑);
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,用于制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淀劑,同時又起固色和填充劑作用。[15]
燃爆危險:該品不燃,具刺激性。[4]
健康危害:對眼睛、粘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。
毒理學資料:小鼠經口LC50:6207mg/kg。[1]
生態學資料:通常對水體是稍微有害的,不要將未稀釋或大量產品接觸地下水,水道或污水系統,未經政府許可勿將材料排入周圍環境。[1]
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。[4]
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。滅火時盡可能將容器從火場移至空曠處。[4]
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。用潔凈的鏟子收集于干燥、潔凈、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。[4]
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:儲存于陰涼、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。[4]
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