硫酸铝在工业中有广泛的应用,主要利用其絮凝、酸性、媒染和沉淀等特性。以下是其主要的工业用途及作用机理:
1. 水处理(净水剂)
- 用途:
- 作为絮凝剂,用于饮用水、污水处理和工业废水净化。
- 作用机理:
- 硫酸铝溶于水后,\(\text{Al}^{3+}\) 水解生成 \(\text{Al(OH)}_3\) 胶体,吸附悬浮颗粒形成絮状沉淀(矾花),从而去除水中的泥沙、有机物、胶体等杂质。
- 优势:
- 成本低、效率高,但需控制 pH(最佳范围 6.5-7.5),过量会导致残留铝问题。
2. 造纸工业
- 用途:
- 施胶剂:与松香胶配合,提高纸张的抗水性和强度。
- 填料保留剂:帮助细小纤维和填料(如碳酸钙)均匀分布在纸浆中。
- 作用机理:
- 硫酸铝水解生成的 \(\text{Al}^{3+}\) 与松香酸(\(\text{C}_{19}\text{H}_{29}\text{COOH}\))反应,生成疏水性松香酸铝沉淀,覆盖在纤维表面:
3. 纺织印染(媒染剂)
- 用途:
- 在棉、羊毛等织物染色中作为媒染剂,增强染料与纤维的结合力,提高色牢度。
4. 消防(泡沫灭火剂)
- 用途:
- 与碳酸氢钠(\(\text{NaHCO}_3\))混合制成化学泡沫灭火剂(现已逐渐被合成表面活性剂替代)。
- 反应原理:
- 生成的 \(\text{CO}_2\) 形成泡沫覆盖火源,\(\text{Al(OH)}_3\) 凝胶增强泡沫稳定性。
5. 土壤调节与园艺
- 用途:
- 降低土壤 pH,适用于喜酸植物(如绣球花、蓝莓)。
- 控制绣球花花色(酸性土壤中铝离子使花呈蓝色)。
- 注意:过量使用会导致铝毒,抑制植物根系生长。
6. 其他工业应用
- 石油工业:
- 用于原油破乳,分离油水混合物。
- 化妆品:
- 作为收敛剂(如止汗剂),暂时收缩毛孔。
- 催化剂载体:
- 在化学合成中作为催化剂或载体(如酯化反应)。
注意事项
- 腐蚀性:酸性强,需避免接触金属设备(推荐使用塑料或衬胶容器)。
- 环保问题:残余铝可能对水生生态系统有害,需符合排放标准。
硫酸铝因其低成本和高效率,在传统工业中仍占据重要地位,但在环保要求下,部分领域(如净水)正逐渐被聚合氯化铝(PAC)等更高效的产品替代。
广州市兴辰新材料有限公司 摘自网络