موارد مصرف سولفات آلومنیوم
سولفات آلومینیوم شیمیایی کاربردهای بسیار زیادی دارد و ما در زندگی روزمره با این ماده برخورد داریم، حتی بدون اینکه بدانیم. مصریان باستان از 2000 سال قبل از میلاد مسیح آلوم معدنی را به عنوان تثبیت کننده در رنگرزی استفاده می کردند. در تولید کاغذ برای بهبود پایداری، افزایش میزان نفوذ جوهر و در تصفیه آب برای بهبود شفافیت آب از این ماده استفاده می شود.
از دیگر کاربردهای آلوم می توان به استفاده در تصفیه پساب، عامل تسریع کننده در بتن، عامل شفاف کننده در چربی ها و روغن ها و به عنوان عامل کف ساز در کف های آتش، اشاره کرد.
سولفات آلومینیوم تصفیه آب
این ماده یکی از کواگولانت های آلومینیوم به حساب می آید
یون Al توانایی بالایی در لخته کردن قطعات کلوئیدی دارد . عمده ذرات معلق کلوئیدی موجود در آب دارای بار منفی هستند. یون Al موجود در آلوم با آب واکنش داده و یون های با بار مثبت را تشکیل میدهد. این یونها با ذرات معلق ترکیب شده و باعث رسوب ذرات معلق در آب می شوند که با فیلتر شدن از آب جدا می گردند. شکل زیر مربوط به یک واحد تصفیه آب صنعتی با استفاده از این ماده است.
به عنوان مثال این ماده می تواند با یون بی کربنات کلسیم موجود در آب وارد واکنش شود.
12Al2[SO4]3,14H2O+3 Ca[HCO3]2 ——–>2 Al[OH]3+6CO2+3CaSO4
نقش این ماده در استخر
از سولفات آلومینیوم برای حذف ذرات معلق در استخر استفاده فراوان می شود. زاج سفید را باید قبل از فیلتر کردن به آب استخر افزود. محلول زاج سفید در آب اسیدی است و معمولا در هنگام استفاده مقداری کاستیک سودا یا جوش شیرین (عموما به ازای هر کیلوگرم زاج سفید نیم کیلوگرم از کاستیک سودا یا جوش شیرین ) نیز به آب اضافه می شود تا درجه اسیدی آب در محدوده قابل قبول باقی بماند.
• چه نکاتی را هنگام استفاده از این ماده برای تمیز سازی استخر ها باید رعایت کنیم؟
از آنجایی که این ترکیب با انحلال در آب ذراتی با بار مثبت آزاد می کند می تواند سبب ایجاد واکنش با ذرات منفی موجود در آب و ایجاد ترکیباتی جامد شود که با فیلتراسیون از آب جدا می گردند. با این حال انجام فرایند تمیز نمودن آب استخر ها با کمک ترکیب فوق نیازمند رعایت مراحلی دارد که در ادامه به آن بیشتر می پردازیم:
1- در گام نخست شما باید میزان خاصیت قلیایی آب را اندازه گیری کنید. آب به هیچ وجه نباید اسیدی باشد. زیرا این ماده با انحلال در آب خود سبب بالا رفتن اسیدیته می گردد. همانطور که پیش از این نیز ذکر شد در صورت لزوم برای افزایش pH پیش از استفاده از این ماده می توانید از موادی مانند کلسیم کربنات، جوش شیرین و… استفاده کنید.
2- فیلتر های مورد استفاده را شست و شو دهید. توجه داشته باشید که دو نوع فیلتر برای جداسازی ذرات معلق معمولا مورد استفاده قرار می گیرد : فیلتر های DE و فیلتر های شن و ماسه. به دلیل آنکه آلوم می تواند به فیلتر های DE آسیب وارد کند از فیلتر های شن و ماسه معمولا برای این منظور استفاده می شود.
3- دوز مورد استفاده از این ماده برای استخر ها 4 پوند برای هر 10000گالن است. استفاده ی بیش از حد از این ترکیب می تواند آب را کدر کند.
نکته:
توجه داشته باشید پیش از استفاده از هر گونه فلوکولانتی ، خواص شیمیایی آب (مانند pH ، سختی آب و…) را مورد بررسی قرار دهید. مقدار کلر موجود باید حداقل ، 1 ppm در نظر گرفته شود. حدودا 2 ساعت پمپ گردش آب را روشن کنید و بعد از این بازه ی زمانی حدود 12 الی 24 ساعت پمپ را خاموش کنید تا ذرات معلق فرصت کافی برای رسوب دهی داشته باشند.
تولید کاغذ
صنعت تولید کاغذ از جمله صنایعی است که مواد شیمیایی در آنها کاربرد زیادی دارند . رد پای بسیاری از اسید ها ، بازها ، حلال ها ، سورفکتانت ها و دیگر مواد شیمیایی را می توان در فرآیندهای کاغذ سازی پیدا کرد . سولفات آلومینیوم از جمله موادی است که در تولید کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد . الیاف سلولزی موجود در کاغذ تمایل دارند که آب را به خود جذب کنند که عموما اتفاقی ناخوشایند به شمار می رود . برای حل این مشکل سایزینگ (sizing) اناجم می شود که در آن با استفاده از آلوم و روزین کاغذ را ضد آب می کنند .
کاربرد در رنگ آمیزی پارچه:
این ماده در فرایند رنگ آمیزی و چاپ روی پارچه نقش دارد. با حل نمودن این ترکیب در آب با pH خنثی و یا مقداری قلیایی ترکیب هیدروکسید آلومینیوم تشکیل می شود. هیدروکسید آلومینیوم با نامحلول تر کردن رنگ های موجود سبب چسبیدن آن ها به پارچه و الیاف لباس می گردد. بنابراین به طور کلی می توان نقش ماده ی فوق را به عنوان یک تثبیت کننده ی رنگ در نظر گرفت. با ترکیب شدن این ماده با ساختار مولکولی رنگ و پارچه، ترکیب فوق رنگ خود را مجددا از دست نمی دهد.
پزشکی:
در پزشکی این ماده کاربرد های گوناگونی دارد. به دلیل خاصیت منعقد کنندگی آن از محصول فوق برای منعقد سازی زخم ها و خراش های سطحی استفاده می شود. همچنین این ماده یک دئودورانت (به دلیل خاصیت ضد باکتریایی آن) می باشد. در تهیه ی قطره ی گوش نیز این ترکیب در ساخت آلومینیوم استات نقش دارد.
صنایع غذایی:
در این صنعت سولفات آلومینیوم خوراکی معمولا به عنوان امولسیفایر و ضخیم کننده مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله زمینه هایی که از این ماده استفاده می شود می توان به موارد زیر اشاره نمود:
• شفاف سازی و تصفیه آب
• کنترل سطح pH
• در کیک ها و در ترکیب با جوش شیرین می تواند به عنوان ماده مخمر مورد استفاده قرار می گیرد.
• ضخیم سازی و شکل گیری پنیر
کشاورزی:
سولفات آلومینیوم موجب پایین آمدن پی اچ خاک می شود و آن را به حدود 5 می رساند تا برای گیاهانی که در محیط اسیدی رشد می کنند محیطی مناسب را فراهم نماید. بنابراین همیشه پیش از استفاده از این ترکیب باید خاک را مورد آزمایش قرار دهید تا پی اچ مناسب را برای گیاهتان فراهم نمایید.
در صورتی که آزمایشهای خاک شناسی پی اچ قلیایی (7 تا 14 را نشان داد) شما می توانید برای گیاهانی که نیاز به خاک اسیدی دارند از سولفات آلومینیوم استفاده نمایید تا پی اچ کاهش یابد و گیاه توانایی های خود را بازیابد.
چه مقدار از این ماده برای خاک مناسب است؟
استفاده از ماده ی فوق بسته به نوع خاک،گیاهی که می خواهید رشد دهید ، پی اچ و اندازه ی باغ می تواند متفاوت باشد.
نوع خاک را می توانید خودتان با برداشتن مقداری خاک و گلوله کردن آن متوجه شوید. چنانچه خاکتان شکل پذیر نبود و فورا فرو ریخت ( یا حتی شکل پذیر بود اما با فشار اندکی متلاشی شد)، خاک شما حاوی مقادیر زیادی شن و ماسه است.
اگر توانستید خاک را شکل دهید و به صورت توپی در آورید اما با فشاری متوسط فرو ریخت، جنس خاک شما لوم خواهد بود. اگر توپ ساخته شده از خاک، با فشار از هم متلاشی نشد، جنس خاک رسی می باشد.
با دانستن نوع خاک و پی اچ آن شما می توانید مقدار سولفات آلومینیوم مورد نیاز را محاسبه نمایید.
شما برای هر 10 فوت مربع از خاک زیر کشت با جنس لوم، به ازای هر 0.5 واحد کاهش در پی اچ به 0.6 پوند سولفات آلومینیوم نیاز دارید.
توجه نمایید این میزان را برای خاک رس ،یک و نیم درصد افزایش دهید و برای خاک شنی آن را یک سوم کم نمایید.
به عنوان مثال ، برای پایین آوردن pH خاک خود از 7.0 به 6.5 در بیش از 20 فوت مربع خاک، شما به 1.2 پوند سولفات الومینیوم در خاک های لوم ، 1.8 پوند خاک رس یا 0.8 پوند در خاک شن و ماسه ای نیاز دارید.
نکته مهم درخصوص این ماده این است که برخلاف سایر ترکیبات مورد استفاده به عنوان اصلاح کننده ی pH که می توانند ماه ها زمان نیاز داشته باشند تا پی اچ خاک را کاهش دهند، این ترکیب فوراً خاک را اسیدی می کند.
سایر مواد شیمیایی که در تولید کود کشاورزی استفاده می شوند:
سولفات آمونیوم
سولفات آهن
آشنایی با کاربرد های بیشتر آلوم
• هنگامی که آلوم به آب های خنثی و یا مقداری قلیایی اضافه می شود. Al2(SO4)3 رسوبی ژلاتینی از هیدروکسید Al را تولید می کند. در رنگرزی و چاپ بر روی پارچه از این ماده ی ژلاتینی برای رنگ آمیزی لباس ها استفاده می نمایند
• این ماده و سایر ترکیبات آلوم می توانند به عنوان فعال کننده در محصولات ضد تعریق مورد استفاده قرار بگیرند.
• در فوم های آتشنشانی
• واتر پروف در بتن ها