یکی از مواد شیمیایی صنعتی پر مصرف سولفات آلومینیوم می باشد.
این ماده بعد از اکسید آلومینیوم دومین ترکیب آلومینیوم است که مصرف بالایی در صنایع مختلف دارد.
این ماده به صورت بلوری سفید و جامد است و در شکل های مختلف قابل عرضه می باشد.
کاربرد این ماده برای جذب و نگهداری مولکول های آب از محیط پیرامون است.
فرمول شیمیایی این ماده به صورت Al2(so4)3 است.
این ماده مانند سایر مواد شیمیایی مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد.
نقطه ذوب آن 770 درجه سانتی گراد است.
اشکال مختلف این ماده عبارتند از:
پودر مشی، دانه بندی در سایزهای مختلف، مخلوط پودر و دانه بندی.
این ماده یکی از مواد شیمیایی صنعتی محلول در آب است.
حدود 50% از سولفات آلومینیوم در کاغذسازی و کارتون‌سازی و مقواسازی استفاده می‌شود.
همچنین از سولفات آلومینیوم به دلیل سه ظرفیتی بودن یون آلومینیوم و توانایی بالای آن در انعقاد و لخته‌سازی ذرات کلوئیدی، در تصفیه ی آب و فاضلاب استفاده می‌شود.
سولفات آلومینیوم به دلیل ترکیب شدن یون آلومینیوم با هالوژن‌هایی نظیر کلر و فلوئور و ایجاد رسوب و کمک به حذف آن‌ها از محلول سولفات روی حاصل از لیچینگ خاک یا کنسانتره ی روی، جهت جلوگیری از چسبندگی فلز روی به کاتدها در صنعت تولید روی مصرف می‌شود.
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 2000 سال قبل از میلاد استفاده می شده است.
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.
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.
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 3 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.
تولید سولفات آلومینیوم طی فرایندی از واکنش اسید سولفوریک و محلول آبدار حاوی آلومینا یا همان هیدروکسید آلومینیوم انجام می‌شود.
روند واکنش طی یک جریان پیوسته که در دمای کنترل شده 225 تا 260 درجه فارنهایت و در فشار خاصی نگهداری می‌شود و در محفظه واکنش انجام می‌گیرد.
اسید سولفوریک و محلول آلومینا از محفظه واکنش طی زمانی بین 5 تا 45 دقیقه عبور داده می‌شوند
که برای دستیابی به 78 تا 100 درصد تکمیل واکنش کافی می‌باشد.
سپس مواد واکنش دهنده در اثر قرارگیری در یک میکسر که از یک مارپیچ تغییر جهت دهنده تشکیل شده است, با هم مخلوط شده و ترکیب سولفات آلومینیوم نهایی بدست می‌آید.
2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO4)3+6H2O
و یا با حرارت دادن فلز آلومینیوم در محلول اسید سولفوریک:
(2Al(s)+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2(g
آلومینیوم سولفات در اثر حرارت 580 تا 900 درجه سانتیگراد به آلومینا و گوگرد تری اکسید تجزیه می‌شود.
سپس با آب ترکیب شده و نمک هیدراته تولید می‌کند.
آلومینیوم سولفات با بی کربنات سدیم واکنش داده و یک فوم تشکیل می دهد که کربن دی‌اکسید برای فوم‌های آتش نشانی ایجاد می‌کند.
Al2(SO4)3 + 6 NaHCO3 → 3 Na2SO4 + 2 Al(OH)3 + 6 CO2
دی اکسید کربن توسط تثبیت‌کننده فوم به دام افتاده و یک فوم زخیم را بر روی سوخت‌های هیدروکربنی تشکیل می دهد و مانع دسترس آن به اکسیژن هوا و ادامه آتش سوزی می‌شود. البته فوم شیمیایی برای استفاده در حلال‌های قطبی مانند الکل مناسب نیست.
سولفات آلومینیوم وقتی تا دمای 580 تا 900 درجه سانتی گراد گرم شود، به گاما آلومینا و تری اکسید سولفور تجزیه می شود.
سولفات این ماده 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 → 3Na2SO4+2Al(OH)3+6CO2
یکی از کاربردهای این ماده شیمیایی صنعتی در آب و فاضلاب است.
آلومینیوم در طول روز به طرق مختلفی به بدن انسان وارد می شود.
جذب این ماده تا مقدار 2/7 میلی گرم روزانه مشکلی برای انسان ایجاد نمی کند.
اما در صورت ورود بیش از این مقدار مضرات بسیاری مانند:
کم خونی، پارکینسون، آلزایمر، پوکی استخوان، در مواردی ایست قلبی و … دارد.
سولفات آلومینیوم یکی از مواد بسیار اسیدی می باشد و در صورت حل شدن در آب به PH کمتر از 2 می رسد.
اسیدی شدن بیش از حد هم باعث سوختگی های شیمیایی می شود.
همچنین به دلیل هزینه تصفیه بالای این ماده، استفاده از جنس نامرغوب آن در برخی کشورها رایج است.
که این مسئله صدمات زیادی به سلامتی انسان وارد می کند.
پس در صورت استفاده در صنایع مختلف باید از نوع و جنس مرغوب این محصول استفاده کنید.
اگر سولفات آلومینیوم با پوست یا چشم تماس پیدا کند، محل تماس را به مدت 15 دقیقه با آب شست و شو دهید.
در صورت استنشاق این ماده 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.
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 این ماده 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 این ماده 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 از این ماده 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 این ماده 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.