همه چیز در مورد سولفات آلومینیوم
همه چیز در مورد سولفات آلومینیوم ، سولفات آلومینیوم (Aluminium sulfate) یک ماده شیمیایی با فرمول Al2(SO4)3 که پس از اکسید آلومینیوم دومین ترکیب پر مصرف آلومینیوم می باشد. این ماده دارای جرم مولی ۳۴۲.۱۵ گرم بر مول و شکل ظاهری جامد بلوری سفید است. این ماده شیمیایی قابلیت جذب و نگهداری مولکول های آب را از محیط اطراف دارد.
سولفات آلومینیوم به صورت های مختلفی برای خریداران مختلف عرضه می شود. کیمیا پارس شایانکار سولفات آلومینیوم را در ۴ گرید مختلف عرضه می کند:
پودر مشی ۱۰۰ (۹۰%)
دانه بندی ۳-۵ میلیمتر(۹۰%)
دانه بندی ۱-۳ میلیمتر(۹۰%)
مخلوط پودر و دانه بندی (۹۰%)
سولفات آلومینیوم
سولفات آلومینیوم در آب محلول بوده (۳۶.۴گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آب، ۲۰ درجه سانتی گراد) و برخی از مهم ترین کاربرد های آن به طور عمده عبارت است از:
استفاده به عنوان به طور عمده به عنوان عامل لخته کننده در تصفیه آب و فاضلاب
استفاده در رنگرزی کاغذو پارچه به عنوان تثبیت کننده رنگ
استفاده در واحد ها و کارخانجات تولید و بازیافت کاغذ
سولفات آلومینیوم فرار و اشتعال پذیر نمی باشد، اما به شدت اسیدی می باشد. وقتی به صورت محلول با آب ترکیب شود حالت اسیدی پیدا کرده وpH آن می تواند به کمتر از ۲ برسد که در صورت تماس با پوست ممکن است موجب سوختگی شیمیایی یا در تماس با فلزات سبب خوردگی آن ها شود.
بنابراین پیشنهاد می شود هنگام کار با این ماده دستورالعمل های ایمنی کار با مواد شیمیایی را رعایت کنید. همچنین توصیه می شود، برای نگهداری و انتقال محلول سولفات آلومینیوم از ظروف و اتصالات پلیمری و یا مقاوم در برابر خوردگی استفاده شود.
سولفات آلومینیوم به ندرت به صورت خالص و بی آب یافت می شود. این ماده به شکل های مختلف آبدار می شود.که معمول ترین این شکل ها ۱۲ آبه و ۱۴ آبه است.
روش های تولید سولفات آلومینیوم
روش های مختلف تولیدسولفات آلومینیوم بر اساس واکنش اسید سولفوریک با ترکیبات حاوی آلومینیوم می باشند. دو روش مرسوم برای تولید سولفات آلومینیوم بشرح زیر می باشند:
روش اول:
سولفات آلومینیوم را می توان از طریق افزودن آلومینیوم هیدروکسید ( Al(OH)3 ) به اسید سولفوریک ( H2SO4) ) بر اساس واکنش زیر تولید می شود:
۲Al(OH)3+3H2SO4 → Al2(SO4)3+6H2O
روش دوم:
همچنین با گرم کردن آلومینیوم فلزی در محلول سولفوریک اسید نیز می توان سولفات آلومینیوم را تولید کرد:
۲Als+3H2SO4 → Al2(SO4)3+3H2
کاربردهای سولفات آلومینیوم در صنایع مختلف
استفاده از سولفات آلومینیوم در صنعت تصفیه آب و فاضلاب
بزرگ‌ترین کاربرد صنعتی سولفات آلومینیوم استفاده در فرایند تصفیه آب است. از آنجایی که تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب یکی از جنبه های جدایی ناپذیر زیرساخت های مدرن است، آلومینیوم سولفات به مقدار زیادی در این بخش استفاده می شود. در فرایند تصفیه آب، سولفات آلومینیوم موجب به هم چسبیدن و انعقاد (Coagulation) ناخالصی ها به صورت ذرات بزرگ‌تری می شود. این ذرات بزرگ در پایین حوضچه تصفیه به راحتی ته نشین می کنند یا از طریق فرایند فیلتراسیون از آب جدا می شوند. این فرایند، لخته سازی یا انعقاد سازی نامیده می شود.تحقیقات نشان می دهد آلومینیوم سولفاتی که از این طریق برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود، منبع اصلی گاز سولفید هیدروژن در سیستم های فاضلاب است.
استفاده از انعقاد کننده های پایه آلومینیومی ممکن است منجر به افزایش اندکی در سطح آلومینیوم آب های تصفیه شده شود، اما با توجه به میزان انعقاد کننده به کار رفته این سطح مشکلی برای سلامت مصرف کنندگان ایجاد نمی کند. البته استفاده نا مناسب و بیش از حد سولفات آلومینیم ممکن است موجب آلودگی آب گردد. در برخی موارد از خاصیت لخته سازی سولفات آلومینیوم، به منظور منعقد کردن ذرات و در نتیجه شفاف کردن آب استخرها نیز استفاده می گردد.
استفاده از سولفات آلومینیوم در صنعت رنگرزی
زمانی که سولفات آلومینیوم به مقدار زیاد در آب خنثی یا کمی قلیایی حل شود، رسوب ژل مانند هیدروکسید آلومینیوم در پایین ظرف ته نشین می کند. در رنگ رزی و چاپ بر روی لباس، رسوب ژلاتینی به ثبات رنگ بر روی الیاف لباس از طریق غیر محلول کردن رنگدانه ها، کمک می کند. آلومینیوم سولفات به عنوان ماده تثبیت کننده در فرآیند رنگرزی مورد استفاده قرار می گیرد.
تثبیت کننده ماده ای است که به چاپ و پرینت روی کاغذ و پارچه کمک می کند. سولفات آلومینیوم وقتی با آب مخلوط شود ، هیدروکسید آلومینیوم ژل مانند تشکیل می شود که از طریق تسهیل جذب رنگ توسط الیاف به عمل رنگرزی کمک می کند. همچنین سولفات آمونیوم از طریق غیر محلول ساختن رنگ ها در آب، باعث ثبات رنگ پارچه ها می شود. از این کاربرد سولفات آلومینیوم از ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد استفاده می شده است.
استفاده از سولفات آلومینیوم درکشاورزی
در برخی موارد از سولفات آلومینیوم به منظور کاهش pH خاک باغات و زمین های کشاورزی استفاده می شود. دلیل این عمل هیدرولیز سولفات آلومینیوم و شکل گیری رسوبات آلومینیوم هیدروکسید و محلول اسید سولفوریک رقیق می باشد. برخی از پرورش دهندگان گل ادریسی یا هورتانسیا از خاصیت اسیدی سولفات آلومینیوم برای تغییر رنگ این گل استفاده می کنند، چراکه رنگ گل های این گیاه به شدت تحت تأثیر pHخاک قرار دارد.
استفاده از سولفات آلومینیوم در صنعت بهداشتی آرایشی
سولفات آلومینیوم به عنوان آلوم آلومینیوم نیز شناخته می شود. آلوم ها نمک های دو سولفاته با فرمول عمومیAM(SO4)2.12HO2 هستند. در این فرمول A نشان‌دهنده یک کاتیون تک ظرفیتی مانند پتاسیم یا آمونیوم و Mبیانگر یک یون فلزی ۳ ظرفیتی مانند آلومینیوم است.آلومینیوم پتاسیم سولفات و یک شکل دیگر آلوم، آلومینیوم آمونیوم سولفات، از جمله مواد پر استفاده در مواد ضد تعریق می باشند. به دلیل خاصیت آنتی باکتریالی سولفات آلومینیوم،از این ماده در تولید برخی از مواد ضد تعریق استفاده می شود. همچنین در بسیاری از کشورها از سولفات آلوم برای درمان تعریف بیش از حد استفاده می شود. از سولفات آلومینیوم به عنوان عامل منقبض کننده در قلم های بند آور خون برای جلوگیری از خون ریزی بریدگی های کوچک استفاده می شود.
کاربردهای سولفات آلومینیوم در صنایع دیگر عبارت اند از:
در صنعت ساخت و ساز از سولفات آلومینیوم به عنوان یک عامل ضد آب و بهبود دهنده بتون استفاده می شود. کاربرد دیگر سولفات آلومینیوم استفاده به عنوان عامل کف کننده در فوم های آتش نشانی است. آلومینیوم پتاسیم سولفات معمولاً در پودرهای خمیر مایه استفاده می شوند. سولفات آلومینیوم همچنین برای کنترل رشد جلبک، در استخرها، دریاچه ها و آب راه ها استفاده می شود.همچنین سولفات آلومینیوم در تولید چرم، کودهای کشاورزی، صابون سازی، داروسازی، و تهیه کاتالیست های شیمیایی کاربرد دارد.
نحوه تجزیه سولفات آلومینیوم در دمای بالا در صنایع
سولفات آلومینیوم وقتی تا دمای ۵۸۰ تا ۹۰۰ درجه سانتی گراد گرم شود، به گاما آلومینا و تری اکسید سولفور تجزیه می شود. سولفات آلومینیوم با آب ترکیب شده و نمک های آبدار با ترکیبات مختلف تولید می کند.
سولفات آلومینیوم با بی کربنات سدیم واکنش می دهد که به این ترکیب کف تثبیت کننده افزوده می شود تا کربن دی اکسید لازم برای کف های آتش نشانی تولید گردد:
Al2(SO4)3+6NaHCO3 → ۳Na2SO4+2Al(OH)3+6CO2
مخاطرات کار با سولفات آلومینیوم
در صورتی که سولفات آلومینیوم خورده شود یا استنشاق گردد خطرناک است، استنشاق سولفات آلومینیوم باعث سرفه و نفس تنگی می گردد. در اثر تماس سولفات آلومینیوم با چشم یا پوست، احساس سوزش، خارش،قرمزی و درد به وجود می‌آید. خوردن یا بلعیدن سولفات آلومینیوم، باعث سوزش شدید در معده و روده ها می شود.
فردی که سولفات آلومینیوم را خورده است ممکن است دچار اسهال و استفراغ و تهوع گردد. در صورت اضافه کردن آب به سولفات آلومینیوم، سولفوریک اسید شکل می‌گیرد که این ماده به دلیل خاصیت اسیدی در صورت تماس با پوست باعث سوزش و یا سوختگی شیمیایی می گردد. در شکل زیر لوزی خطر سولفات آلومینیوم آورده شده است
لوزی خطر برای سولفات آلومینیوم
نحوه امداد رسانی پس از تماس مستقیم با سولفات آلومینیوم
اگر سولفات آلومینیوم با پوست یا چشم تماس پیدا کند، محل تماس را به مدت ۱۵ دقیقه با آب شست و شو دهید. در صورت استنشاق سولفات آلومینیوم فوراً محل آلوده را ترک کنید و در هوای تازه نفس بکشید. در صورت خوردن یا بلعیدن سولفات آلومینیوم، یک لیوان شیر بنوشید و سپس به اجبار استفراغ کنید.
اگر سولفات آلومینیوم با پوست تماس پیدا کرد، لباس های آلوده را از بدن خارج نموده و محل تماس با پوست را با آب بشویید. در صورت تماس سولفات آلومینیوم با دست برای خنثی سازی اثر آن می توان از محلول رقیق سودا اش یا آهک استفاده نمود.
نحوه ایمن حمل و نقل و نگهداری سولفات آلومینیوم
سولفات آلومینیوم به علت pH پایینی که دارد و همچنین اسیدی که در محصول وجود دارد از خورندگی ضعیفی برخوردار است از این جهت توصیه می شود لوله ها، اتصالات و کلیه ظروفی که در مجاورت محلول سولفات آلومینیوم قرار دارند از جنس مواد پلاستیکی، فایبرگلاس، فولاد ضد زنگ یا دیگر مواد مقاوم باشند.
سولفات آلومینیوم باید در محلی خشک و خنک و درون بسته بندی دوجداره نگهداری شود و با سایر مواد مخلوط نشود. چون تمامی کریستال ها زمانی که در دمای بالا و تحت فشار قرار بگیرند حالت کریستالی خود را از دست داده و شیرابه از محصول خارج می شود و کریستال‌ها به یکدیگر می چسبند.به دلیل اینکه سولفات آلومینیوم جاذب رطوبت هوا است، برای نگهداری پودرها مکان نگهداری حتماً باید خشک باشد و ضمناً تحت فشار قرار نگیرند در غیر این صورت دانه های پودر به یکدیگر چسبیده و تشکیل کلوخه می‌دهند.
باید مراقب بود سولفات آمونیوم خیس نشود چراکه این ماده آب را جذب می کند و باعث می شود سطوح آن لغزنده و لیز شود. ممکن است پس از تخلیه مقدار کمی سولفات آلومینیوم در ظروف نگهداری باقی بماند. بنابراین باید پس از تخلیه ظرف نگهداری باید آن را به دقت تمیز شده و با مقدار زیاد آب شست و شو داده شود. در صورت لزوم برای خنثی سازی اثر سولفات آلومینیوم باقی مانده می توان از سودا اش یا آهک استفاده نمود
.
آلومینیوم سولفات کاربردهای مختلفی در بخش های گوناگون دارد، با این وجود به خاطر خاصیت اسیدی آن باید به دستورالعمل های ایمنی کار با مواد اسیدی توجه داشت.
