3 способа добывания алюминий сулфат

Вот три рабочих подхода — от лабораторного до промышленного. Для каждого даю уравнение, условия и что важно по очистке/безопасности.

1. Из гидроксида или оксида алюминия серной кислотой
   • Уравнения:
   2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O
   Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O
   • Как делают: берут свежеперекристаллизованный Al(OH)₃ (или прокалённый глинозём Al₂O₃), добавляют разбавленную серную кислоту (≈10–20 %), подогревают до 60–80 °C и ведут реакцию при перемешивании до полного растворения твердой фазы и нейтрализации кислоты до слабокислой среды (pH ~2–3).
   • Очистка: упаривание и охлаждение дают кристаллы Al₂(SO₄)₃·18H₂O; маточник отделяют, кристаллы промывают холодной водой и сушат при 40–60 °C.
   • Плюсы: чистые реагенты → чистая соль; удобно в лаборатории. Минусы: нужно исходное Al(OH)₃/Al₂O₃.

2. Кислотная обработка боксита/каолина (промышленный путь из природного сырья)
   • Типовая схема (на каолине, «белая глина»):
   Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 2SiO₂↓ + 5H₂O
   • Как делают: тонко измельчённую руду (каолин, боксит) обрабатывают 50–60 % H₂SO₄ при 90–120 °C (иногда под давлением). Кремнезём и нерастворимые примеси отфильтровывают, раствор сульфата алюминия отстаивают/осветляют (коагулянт, фильтрация), затем упаривают и кристаллизуют Al₂(SO₄)₃·18H₂O.
   • Особенности: при работе с бокситом в раствор переходят Fe³⁺—его удаляют гидролизом при pH ~3–4 или осаждением как Fe(OH)₃ (добавкой извести/извести-соды с последующей фильтрацией).
   • Плюсы: дёшево из доступного сырья, большой масштаб. Минусы: требуется стадийная очистка от Fe, Ti, органики.

3. Прямое растворение алюминия в серной кислоте (с подавлением пассивации)
   • Уравнение (стехиометрия):
   2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑
   • Проблема: алюминий пассивируется оксидной плёнкой и холодной H₂SO₄ почти не растворяется.
   • Как обходят:
   – Используют тёплую разбавленную кислоту (≤20 %) при 50–70 °C и предварительно снимают плёнку (механически, кратким травлением в щёлочи и промывкой).
   – Или добавляют немного хлорида (NaCl) либо перекись водорода H₂O₂ (1–3 %) как депассивацию/окислитель: 2Al + 3H₂SO₄ + H₂O₂ → Al₂(SO₄)₃ + 4H₂O.
   • Дальше: отфильтровать механические примеси, упарить и кристаллизовать гидрат.
   • Плюсы: можно утилизировать алюминий-скрап (стружку, фольгу). Минусы: выделяется H₂ (вентиляция, отсутствие источников зажигания), возможны примеси Mg, Zn и др. из сплавов—их удаляют осаждением гидроксидов при контроле pH и повторной кислотной обработкой.

Коротко про форму продукта и хранение
• Технический продукт обычно выпускают как кристаллогидрат Al₂(SO₄)₃·18H₂O (крошка/хлопья) либо как водный раствор с массовой долей 8–17 % Al₂O₃.
• Гигроскопичен, растворы кислые (pH ~2); хранить в пластике/нержавейке, избегая контакта с щёлочами (гидролиз с выпадением Al(OH)₃).