[物化性质]无水硫酸铝为无色结晶(斜方晶系)，含水硫酸铝可带有6个、10个、16个、18个或27个结晶水分子，常温下十八水合物较为稳定。硫酸铝的结构式为Al2(SO4)3·18H2O，具有光泽的无色粒状或粉末(单斜晶系)晶体，工业产品为白色或微带灰色的粉末或块状结晶体，因可能存在少量硫酸亚铁杂质而使产品表面发黄。相对密度为1.69(17℃)，熔点86.5℃。溶于水、酸和碱，不溶于醇。水溶液呈酸性。空气中长期存放易吸潮结块。加热至770℃时开始分解为氧化铝、三氧化硫、二氧化硫和水蒸气。易溶于水并水解，水解产物为碱式盐和氢氧化铝的胶状沉淀。当水温低时，硫酸铝水解困难。在使用时对水的有效pH值范围较窄，约在5.5～8之间，随原水的硬度而异：软水pH值为5.5～6.6；中硬水pH值为6.6～7.2；高硬水pH值为7.2～7.8。适用的水温20～40℃，低于10℃效果很差。容易跟钾、钠、铵的盐结合形成矾，如硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O。外观为白色片状或粒状，含低铁盐(FeSO4)而带有淡绿色，又因低价铁盐被氧化而使产品表面发黄。有涩味，水溶液长时间沸腾可生成碱式硫酸铝。

[制备方法]

制备方法 1 铝土矿硫酸反应法

铝土矿的主要成分为Al2O3和SiO2。将铝土矿粉粉碎至60目，在加压条件下与60%左右的硫酸水溶液反应7h左右。对反应液进行沉降分离，蒸发浓缩，将澄清液用稀酸中和至中性，然后冷却制成片状或冷却凝固后进行粉碎、筛分，制得硫酸铝产品。反应式如下：

Al2O3+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2O

当三氧化二铝过量时生成碱式硫酸铝，反应如下：

Al2O3+2H2SO4→2Al2(OH)SO4+H2O

碱式硫酸铝能被硫酸中和生成硫酸铝。反应如下：

2AI(OH)SO4+H2SO4→Al2(SO4)3+2H2O

铝：土矿硫酸反应法制备硫酸铝共分为三种方法，一是铝土矿与硫酸的常压法，该法由于铝浸出率低，未能大规模采用；二是煅烧矿与硫酸的常压法，需要将铝土矿经860℃高温煅烧40min，该法能耗高；三是铝土矿与硫酸的加压法，将铝土矿和硫酸在加压条件下直接反应，目前广泛采用第三种。将铝土矿粉碎至60目，在反应器内与55%～60%的硫酸在加压条件下反应6～8h，粗制反应液经沉降分离、蒸发浓缩，澄清液加酸中和至中性或微碱性，然后冷却制成片状或冷却凝固后进行粉碎、筛分，制得硫酸铝产品。铝土矿加压反应法生产硫酸铝的工艺过程如图2-1所示。

图2-1 铝土矿加压反应法生产硫酸铝工艺流程

制备方法 2 氢氧化铝硫酸反应法

氢氧化铝与硫酸反应，反应液经沉降、浓缩，再冷却固化，经粉碎筛分，制得硫酸铝成品。反应式如下：

3H2SO4+2AI(OH)3→Al2(SO4)3+6H2O

制备方法 3 明矾石法

将明矾石煅烧，粉碎后用稀硫酸溶解，过滤去掉不溶物得到硫酸铝和钾明矾混合溶液，迅速冷却结晶除去钾明矾，浓缩母液，冷却加工成片状。

制备方法 4 高岭土法

经700～800℃煅烧粉碎至一定粒度的高岭土，与一定浓度的硫酸在间歇蒸煮反应槽于105～110℃反应5h，然后反应料浆进人料浆储槽以便后续生产过程的连续化，经沉降分离后上部清液送入蒸发结晶器蒸发浓缩，冷却凝固打碎即为块状或片状硫酸铝产品，也可将浓缩液直接送至喷雾造粒塔制成粒状产品。反应料浆沉降槽中的沉渣再浆洗涤回收残余Al2(SO4)3后，可用于制作炭黑；洗涤澄清液则进人料浆储槽稀释料浆有利于沉降分离。

制备方法 5 粉煤灰法

以电厂排放的废弃物一粉煤灰为原料，60%的硫酸与粉煤灰在100℃下反应6h，过滤得到含铁硫酸铝溶液。往粗液中滴加30%的过氧化氢，在室温下搅拌，加人萃取剂，静置分层，分离，蒸发浓缩，即得硫酸铝。硫酸铝广泛应用于造纸、净水、纺织印染、消防、制革等方面，而粉煤灰是电厂排放的废弃物，对环境产生了很大的污染，所以利用粉煤灰硫酸浸出生产硫酸铝，对粉煤灰的综合利用有着巨大的意义。但是由于粉煤灰中含铁较多，生产出的硫酸铝难以达到一级品标准。国内外对除铁方法的研究很多，主要有重结晶法、添加无机物使铁沉淀法、有机物萃取法等。行之有效的主要是后两种方法。美国、日本大都采用伯胺基阴离子交换剂除铁，也有采用叔胺或伯胺萃取除铁的。国内对脂肪酸萃取除铁和伯胺、叔胺除铁也有研究报道。

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