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摘 要

本文以工业硫酸、氧化铝为原料，使其反应生成硫酸铝晶体，避免了硫酸、废铝等对环境的危害，实验结果表明，最佳反应条件为：固液比：3，反应温度为95 ℃，氯化钠和氧化铝质量比：0.2，反应时间：4 h，助剂：氯化钠，搅拌转速：400：r/min，得到硫酸铝产率达到了89.8 %。

关键词：工业硫酸；硫酸铝；氯化钠

Preparation of Aluminum Sulfate by Industry Sulfate Research

Abstract

Industrial sulfuric acid, aluminum as raw material, react relatively strong industrial demand for aluminum sulfate crystals in this paper, The experimental study shows that the optimal reaction conditions are: solid-liquid ratio: 3, reaction temperature: 95 ℃, sodium chloride and aluminum quality ratio: 0.2, reaction time: 4 h, additives: sodium chloride, stirring speed: 400: r/min, to obtain aluminum sulfate yield of 89.8%.

Key words: Industrial sulfuric acid; aluminum sulfate; sodium chloride

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 废酸处理工艺简介 1

1.2.1 中和法 1

1.2.2 浓缩法 2

1.2.3 分解再生法 2

1.2.4 中和-絮凝-氧化法 3

1.2.5 合成法 3

1.3 废酸处理研究进展 3

1.4 工业化生产工艺简介 4

1.5 吸附剂简介 4

1.5.1 吸附剂吸附原理 5

1.5.2 吸附剂的种类 5

1.6 本文研究意义和研究内容 7

第二章 实验部分 8

2.1实验试剂及仪器 8

2.1.1 实验试剂 8

2.1.2 实验仪器 8

2.2 操作流程 8

2.3 反应实验操作 8

第三章 硫酸铝制备过程工艺条件探究 9

3.1 引言 10

3.2 实验前言 10

3.3 实验探究与相关文献 10

3.3.1 氧化铝的选择 10

3.3.2 γ-Al2O3的制备工艺 10

3.3.3 助剂种类对其反应性能的影响 11

3.3.4 助剂和氧化铝质量比对反应性能的影响 11

3.3.5 固液比对反应性能的影响 12

3.3.6 温度对反应性能的影响 12

3.3.7 反应时间对反应性能的影响 13

3.3.8 搅拌转速对反应性能的影响 14

3.4 本章小结 14

第四章 总结与展望 15

参考文献 16

致谢 17

第一章 文献综述

1.1 前言

Al₂(SO₄)₃是一种白色的斜方晶系结晶粉末，工业制品为灰白色细晶结构多孔状物质，有甜味，25 ℃时其密度为1.69 g/ml，其易溶于水，不溶于乙醇等有机溶液。Al₂(SO₄)₃晶体在空气中不容易风化而失去结晶水，属于比较稳定的物质，但加热会使其失去结晶水，加热至770 ℃时可分解为Al₂O₃、SO₃、SO₂和H₂O。

Al₂(SO₄)₃对人体眼睛、粘膜等有一定的伤害作用，失误服用大量Al₂(SO₄)₃会对口腔和胃产生刺激作用。现产量约一半的硫酸铝用于造纸工业，在其中作为蜡乳液、松香胶等胶料物质的沉淀剂，也可用作纸张施胶剂，以增强纸张的抗水、防渗等性能；Al₂(SO₄)₃第二大用途是在水处理工业，其可用于工业用水和生活废水中做絮凝剂，约占到其总量的40 %左右，硫酸铝溶于水后能使水中的自然胶粒和细小的微粒凝聚成大块絮状物，沉淀下来，从而自水中除去，用作浊水净化剂，向这类水中加入Al₂(SO₄)₃后，可以生成胶状的、能吸附和沉淀出细菌、胶体和其他悬浮物的氢氧化铝絮片，用在饮用水处理中可控制水的颜色和味道。Al₂(SO₄)₃在消防工业、分析行业、染料工业等中也有广泛应用，市场对其需求旺盛。

废酸为30-35 %的硫酸，含有0.2 %左右的有机杂质，此杂质可溶于甲醇。长久以来，对于高浓度废酸^[1]一般对其进行浓缩、除杂以提炼为纯度大于95 %的浓硫酸，可用于销售以循环利用，节约资源，工业上对其进行了大量研究，现已有比较成熟的工业设施，刘生林^[2]设计的铸铁釜浓缩氧化净化工艺可得到93 %以上浓度的废酸，大连染料厂^[3]也对其公司产生的废酸进行浓缩以回收，也取得了良好的应用效果。但是对于低浓度废酸的处理一直存在困扰，其浓缩成本较大，不利于大型工业化的进行。

本文设计研究一种方法，利用实验室浓硫酸和氧化铝进行反应，制备工业化需求较大的硫酸铝，充分利用工厂剩余，对其进行资源化的回收利用，符合绿色环保要求。

1.2 废酸处理工艺简介

在工业化生产中，废硫酸主要来源有：石油工业中汽油、润滑油、钛白粉等的生产过程，有机化合物的硝化、磺化、催化和干燥等过程，同时，钢铁酸洗和气体干燥等过程也会产生废酸。废酸由于在使用过程中被稀释、污染等，一般不能够在原工艺流程中再次使用，因此，如何处理和使用废弃的硫酸，不管是从工厂成本角度还是从环境保护的角度来说都是引人关注的。目前处理废酸的方法众多^[4]，有废酸浓缩法^[5]、净化法、再生法，也可以直接低价出售，或者进行中和处理^[6]，具体选择什么方法需要综合考虑废酸成分和其浓度等因素，还需考虑处理成本及其对环境的影响。

1.2.1 中和法

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