Как приготовить раствор сульфат алюминия

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Приготовление растворов коагулянта

Коагулянты, наиболее распространенным из которых является сульфат алюминия (сернокислый алюминий), применяются в большинстве случаев в схемах обработки воды из поверхностных источников для интенсификации удаления из нее мелкодисперсных взвешенных частиц. С этой же целью они применяются и в схемах очистки сточных вод.

Сульфат алюминия — товарный продукт, представляющий собой смесь кусков неопределенной формы, брикетов, гранул и порошка серого или белого цвета. Он содержит от 9,5 (неочищенный) до 14—16% (очищенный) Аl₂O₃. Его нерастворимый осадок составляет от 0,3 до 2,7%. Сульфат алюминия поставляется навалом в закрытых железнодорожных вагонах, на небольшие и средние станции доставляется с прирельсовых складов на автосамосвалах.

В зависимости от способа хранения коагулянта применяют следующие схемы приготовления его раствора.

При сухом способе хранения коагулянт (сульфат алюминия) из транспортного средства выгружается в бункера, откуда грейфером, закрепленным на кран-балке, по мере необходимости подается в растворный бак через загрузочную воронку. Растворный бак оборудован защитной решеткой, задерживающей крупные куски коагулянта и предохраняющей от разрушения дно бака и перфорированные трубы, подающие воздух для перемешивания. Концентрированный раствор через перепускной рукав переливается в расходный бак, где добавлением воды доводится до необходимой концентрации и подается кислотостойкими насосами на дозирование. Сжатый воздух на перемешивание подается воздуходувками.

При мокром способе хранения концентрированный раствор коагулянта приготовляется в растворных баках, в которые он непосредственно выгружается из транспортных средств , откуда перекачивается в хранилища. Возможно также и хранение раствора в этих баках с постепенной сработкой их при добавлении воды и перемешивании сжатым воздухом, подаваемым по воздуховоду. Раствор забирается из баков через поплавковые устройства.

При доставке товарного продукта по железной дороге в крытых вагонах выгрузка его производится разгрузчиками различной конструкции, передвигающимися на самоходной платформе вдоль разгрузочной эстакады. Для защиты воздухораспределительной системы от разрушения кусками коагулянта в растворных баках устанавливаются решетки.Нерастворившаяся часть коагулянта насосами отводится трубопроводом на шламонакопитель. Здание оборудуется грузоподъемными механизмами 2 — кран-балками.

Раствор коагулянта является агрессивным по отношению к бетону и черным металлам, в связи с чем необходимо предусматривать соответствующую кислотостойкую защиту стен баков и подбирать кислотостойкие насосы, трубопроводы и арматуру.

Для интенсификации процесса растворения коагулянта и разбавления его концентрированных растворов перемешивание в баках производится, как правило, с помощью сжатого воздуха; возможно также применение подогретой до 40°С воды. Для этих же целей применяются и механические мешалки: пропеллерные или лопастные.

Источник

Способ получения коагулянта — жидкого сульфата алюминия

Изобретение предназначено для получения коагулянта — сульфата алюминия. Способ заключается в том, что гидроксид алюминия взаимодействует с серной кислотой, полученный плав разбавляют водой. Взаимодействие гидроксида алюминия проводят с серной кислотой, взятой в количестве 95 — 97% от стехиометрии при температуре 115 — 120 o С в течение 20 — 35 мин в реакторе, состоящем из двух частей, нижней — при соотношении диаметра к высоте 0,5 — 0,6 и верхней — при соотношении 2,0 — 2,2. Взаимодействие гидроксида алюминия с серной кислотой осуществляют при перемешивании пропеллерной мешалкой с числом оборотов 50 — 70 в минуту и острым паром с давлением 2 — 3 атм. Образующийся плав сульфата алюминия разбавляют при соотношении плава и воды 1,0 : 1,3 — 1,6 до получения раствора с концентрацией 7,2% Al₂O₃. Данное изобретение позволяет удешевить процесс и повысить качество продукта. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии, может быть применено при получении коагулянта — сульфата алюминия с целью использования его в народном хозяйстве для очистки питьевых и сточных вод от загрязнений.

Наиболее близким к техническому решению является способ получения жидкого сульфата алюминия, состоящий во взаимодействии гидроксида алюминия с расчетным количеством серной кислоты (100% от стехиометрии по реакции 2Al(OH)₃+3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃+6H₂O) в вертикальных реакторах, температура в которых поддерживается острым паром 100-105 o C, в течение 1,3-1,5 часа с последующим разбавлением плава сульфата алюминия водой до содержания 7% Al₂O₃. В продукте допускается содержание нерастворимого остатка до 1% и свободной серной кислоты до 0,1% (см. А.К.Запольский, А.А.Баран. «Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды». Химия, Ленинградское отделение, 1987 г., с.50-51).

К недостаткам данного способа необходимо отнести следующее: — удорожание процесса за счет использования стехиометрического количества серной кислоты; — значительная продолжительность проведения процесса; — определенные неудобства при проведении процесса, связанные с возможными выбросами пульпы; — частые чистки реакторов, обусловленные образованием настылей из-за отсутствия интенсивного перемешивания; — некоторые осложнения при перевозке и хранении жидкого сульфата алюминия в зимнее время.

Задачей данного изобретения является удешевление процесса и улучшение качества продукта.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе получения коагулянта — жидкого сульфата алюминия, взаимодействие гидроксида алюминия осуществляют количеством кислоты 95-97% от стехиометрии, при температуре 115-120 o C в течение 20-35 мин.

Разложение гидроксида алюминия серной кислотой проводят в реакторе, состоящем из двух частей — нижней при соотношении диаметра к высоте 0,5-0,6 и верхней — более расширенной при соотношении 2,0-2,2. Взаимодействие гидроксида алюминия с серной кислотой осуществляют при перемешивании пропеллерной мешалкой с числом оборотов 50-70 в мин и острым паром при давлении 2-3 атм. Образующийся плав сульфата алюминия разбавляют водой при соотношении плава и воды 1,0:1,3-1,6 до получения раствора с концентрации 7,2% Al₂O₃.

Отличительными существенными признаками предлагаемого технического решения от прототипа являются: — изменение режима разложения гидроксида алюминия серной кислотой; — изменение параметров и конструкции реактора для разложения гидроксида алюминия; — разбавление плава до оптимальной концентрации раствора по оксиду алюминия.

В данном способе количество серной кислоты составляет 95-97% от стехиометрии, температура повышена до 115-120 o C, а время разложения уменьшено до 25-30 мин. При этом качество конечного продукта существенно улучшилось — уменьшилось количество нерастворимого остатка в 3-4 раза при полном отсутствии свободной серной кислоты. Это стало возможным при изменении соотношения между диаметром и высотой реактора для разложения гидроксида алюминия и создании над основным реактором буферной зоны путем его расширения, а также более интенсивном перемешивании пульпы пропеллерной мешалкой и острым паром. В этих условиях удается подавать кислоту с необходимой скоростью и достигнуть оптимальной концентрации по серной кислоте, равной около 50%, а затем поддерживать эту концентрацию в течение всего взаимодействия серной кислоты с гидроксидом алюминия, что приводит к высокой степени разложения гидроксида алюминия даже при количестве кислоты ниже стехиометрического, незначительному количеству нерастворимого остатка и полному отсутствию свободной серной кислоты. Образующиеся при этом большие объемы газов при повышенных температурах по сравнению с прототипом гасятся расширенной верхней частью реактора, что не приводит к выбросам пульпы. Этому же способствует комбинированное перемешивание пульпы пропеллерной мешалкой с числом оборотов 50-70 в минуту и острым паром под давлением 2-3 атм, что позволяет ликвидировать перегревы пульпы в объеме реактора.

Повышение концентрации раствора сульфата алюминия до 7,2% по Al₂O₃ при разбавлении плава снижает температуру образования кристаллогидратов сульфата алюминия в растворе — (12-15 o C), что позволяет осуществлять транспортировку готового продукта при более низких температурах в зимнее время.

Примеры осуществления способа.

По данному способу раствор сульфата алюминия получают взаимодействием гидроксида алюминия с серной кислотой концентрацией 92% при количестве кислоты 95% от стехиометрии, температуре 120 o C и времени 30 мин в реакторе, нижняя часть которого имеет высоту 3 м и диаметр 1,5 м, а верхняя с высотой 1,0 м и диаметром 2,2 м. Перемешивание пульпы осуществляют пропеллерной мешалкой с числом оборотов 60 в мин и острым паром под давлением 3 атм. Образующийся плав перекачивают в емкость 10 м 3 и разбавляют водой при соотношении 1,0:1,5 до получения раствора с концентрацией 7,2% Al₂O₃. Полученный продукт содержит 0,3% нерастворимого остатка при полном отсутствии свободной серной кислоты.

Результаты опытов по данному способу представлены в таблице, из которой видно, что наилучшее качество продукта получено при количестве кислоты, равном 95-97% от стехиометрии при температуре 120 o C, времени 30 мин и разбавлении плава до 7,2% Al₂O₃.

Сравнение предложенного способа с прототипом позволяет выявить несравненные преимущества первого как по снижению затрат, так и качеству продукции.

1. Способ получения коагулянта — жидкого сульфата алюминия, включающий взаимодействие гидроксида алюминия с серной кислотой с последующим разбавлением плава водой, отличающийся тем, что взаимодействие гидроксида алюминия проводят с серной кислотой, взятой в количестве 95 — 97% от стехиометрии, при температуре 115 — 120 o С в течение 20 — 35 мин в реакторе, состоящем из двух частей, нижней при соотношении диаметра к высоте 0,5 — 0,6, и верхней — при соотношении 2,0 — 2,2.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие гидроксида алюминия с серной кислотой осуществляют при перемешивании пропеллерной мешалкой с числом оборотов 50 — 70 в минуту и острым паром с давлением 2 — 3 атм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что образующийся плав сульфата алюминия разбавляют при соотношении плава и воды 1,0 : 1,3 — 1,6 до получения раствора с концентрацией 7,2% Al₂O₃.

Источник

Получение растворов различных концентраций

Приготовление 10%-ного раствора сульфата натрия. Вычисление относительной ошибки опыта и молярной концентрации раствора. Приготовление раствора сульфата алюминия из кристаллогидрата. Растворение соли в воде. Измерение плотности с помощью ареометра.

Рубрика	Химия
Вид	лабораторная работа
Язык	русский
Дата добавления	28.03.2013
Размер файла	14,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Получение растворов различных концентраций

Приборы и реактивы: мерный цилиндр на 50 мл, химический стакан на 100 мл, мерная колба на 50 мл, пипетка на 25 мл, ареометр: стеклянная палочка, сульфат натрия безводный кристаллический, сульфат алюминия кристаллогидрат Al₂(SO₄)₃*18H₂O.

Опыт 1: приготовление 10%-ного раствора сульфата натрия

Ход работы: Рассчитать, сколько граммов сульфата натрия и воды требуется для приготовления 50 г раствора, в котором массовая доля сульфата натрия составляет 10%. Взвесить на технических весах расчетное количество сульфата натрия и перенести его в стакан на 100 мл. Отмерить мерным цилиндром расчетное количество дистиллированной воды и прилить в стакан. Перемешать раствор до полного растворения соли, перелить в цилиндр и измерить плотность ареометром. По найденной плотности определить с помощью табл. П 14 практическое значение массовой доли сульфата натрия в приготовленном растворе. Вычислить относительную ошибку опыта, считая теоретическое значение массовой доли 10%. Рассчитать молярную концентрацию раствора. Сделать вывод.

1. Рассчитаем навеску, необходимую для приготовления 50 г. 10%-ного раствора сульфата натрия и объём воды необходимый для этого:

2. Смешиваем соль и воду, перемешиваем до полного растворения соли. Измеряем ареометром плотность:

По данным показаниям определяем точную концентрацию раствора:

3. Определяем относительную ошибку опыта:

Опыт 2: приготовление 1,5 н. раствора сульфата алюминия из кристаллогидрата

Ход работы: Рассчитать, сколько граммов кристаллической соли Al2 (SO4) 3 18H2O требуется для приготовления 50 мл 1,5 н. раствора сульфата алюминия в расчете на безводную соль. Взвесить расчетное количество кристаллогидрата на технических весах. С помощью микроворонки перенести навеску сульфата алюминия в мерную колбу на 50 мл, смывая кристаллы соли дистиллированной водой. Налить колбу до половины и, перемешивая раствор, добиться полного растворения соли. Довести водой уровень раствора до метки, последние капли добавлять при помощи пипетки. Приготовленный раствор перелить в цилиндр на 50 мл и измерить ареометром его плотность. По плотности найти массовую долю соли. Пересчитать массовую долю на молярную концентрацию эквивалента (нормальную концентрацию). Это будет практическое значение нормальности раствора. Найти относительную ошибку опыта, считая теоретическое значение равным 1,5. Сделать вывод.

1. Рассчитаем, сколько граммов Al₂(SO₄)₃*18H₂O требуется для приготовления 50 мл 1,5 н. раствора сульфата алюминия в расчете на безводную соль.

2. Растворяем соль в воде. С помощью ареометра измеряем плотность:

По данным показаниям определяем точную концентрацию раствора:

3. Определяем относительную ошибку опыта:

раствор сульфат концентрация плотность

Экспериментально получили растворы различных концентраций: в первом опыте это 10%-ный раствор сульфата натрия, а во втором — это 1,5 н. раствор сульфата алюминия. Погрешность при определении процентного содержания растворов, обусловлена визуальными измерениями и погрешностью при расчётах.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Получение сульфата аммония из аммиака и серной кислоты в лабораторных условиях. Тепловые эффекты, сопровождающие химические реакции. Приготовление и смешивание растворов. Получение сульфата аммония из сернистого газа, мирабилита, гипса и кислорода.

курсовая работа [994,1 K], добавлен 23.05.2015

Назначение и характеристика процесса получения сульфата магния. Кристаллизаторы, их виды и принцип действия. Определение концентрации маточного раствора и давления в кристаллизаторе. Техники безопасности при эксплуатации кристаллизационной установки.

курсовая работа [235,6 K], добавлен 03.04.2012

Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полимера. Общие требования к пластификаторам. Подготовка раствора к формованию. Образование жидкой пленки.

курсовая работа [383,2 K], добавлен 04.01.2010

Ознакомление с теориями химии координационных соединений. Овладение навыками операций при проведении неорганического синтеза моногидрата сульфата тетраамминмеди: взятие навески, получение кристаллического продукта, выделение кристаллов из раствора.

курсовая работа [102,5 K], добавлен 28.05.2014

Характеристика процесса ионного произведения воды. Определение рН раствора при помощи индикаторов и при помощи универсальной индикаторной бумаги. Определение рН раствора уксусной кислоты на рН-метре. Определение рН раствора гидроксида натрия на рН-метре.

лабораторная работа [25,2 K], добавлен 18.12.2011

Источник