硫酸铝铵：性质、用途与生产方法详解

硫酸铝铵：性质、用途与生产方法详解

硫酸铝铵是一种重要的化工原料，广泛应用于净水、印染、食品等多个领域。本文将从鉴别试验、含量分析、毒性、化学性质、用途和生产方法等方面，详细介绍硫酸铝铵的相关知识。

鉴别试验

配制2%的硫酸铝铵水溶液，其铝(IT-2)、铵(IT-3)和硫酸盐(IT-29)试验均呈阳性。

含量分析

方法一 (HG方法)

醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH值为5～6)的制备
取醋酸钠200g溶于水，加冰醋酸30ml，用水稀释至1000ml。

EDTA二钠标准溶液(0.05mol/L)与硝酸铅标准溶液(0.05mol/L)的比值K测定
取EDTA二钠标准溶液25ml，置于500ml锥形瓶中，加15m1乙酸-乙酸钠缓冲溶液，加水至100ml，加二甲酚橙指示液3～4滴，用硝酸铅标准溶液滴定至橙黄色。
K=25/V
式中V——所耗硝酸铅溶液的体积，m1。

测定手续
取研磨并干燥的试样约5g(称准至0.0002g)，放于150ml烧杯中，加水80ml，加热溶解，冷却后移入250ml容量瓶中，加(1+4)盐酸液10滴，定容，摇匀(浑浊时可过滤，初滤液弃去)。取该试样液25ml，放于250ml锥形瓶中，加50ml EDTA二钠标准溶液和一小块刚果红试纸，然后用1：1氨水调至试纸呈紫红色(pH值约为6)，加15ml醋酸-醋酸钠缓冲溶液，煮沸3min，冷却后加二甲酚橙指示剂3～4滴，用0.05mol/L硝酸铅标准溶液滴至橙黄色。

硫酸铝铵[AlNH4(SO4)2·12H2O]的百分含量X1按下式计算：
式中 V0-V——空白和试样液所耗硝酸铅标准液的体积之差，m1；
c——硝酸铅标准液的浓度，mol/L；
m——试样质量，g。

方法二 (FCC，1996)

准确称取试样约1g，溶于50ml水，加0.05mol/L的EDTA二钠液50.0ml和pH4.5缓冲液20ml(由77.1g醋酸铵和57ml冰醋酸定容至l00ml)，小心煮沸5min。冷却，加乙醇50ml和双硫腙试液(TS-95)2ml。用0.05mol/L硫酸锌滴定至鲜亮玫瑰粉红色。用时作一空试验。每毫升0.05mol/L的EDTA二钠液相当于[AlNH4(SO4)2·12H2O]22.67mg。

方法三

准确称取预经200℃干燥4h后的试样粉末约0.8g，加于100ml水中，在水浴中边振摇边加热溶解。过滤，滤渣用水充分洗涤，合并滤液和洗液，并定容至200ml。取该液25ml，加0.01mol/L的EDTA二钠液50ml，加热至沸。冷却后加醋酸钠试液(TS-213)7ml、无水乙醇85ml和双硫腙试液(TS-94)3滴，用0.01mol/L醋酸锌溶液滴定至红色终点。每mL 0.01mol/L的EDTA二钠液相当于无水硫酸铵铝2.371mg。

毒性

ADI暂定每周允许摄入量0～7mg/kg，包括所有的铝盐添加剂(FAO/WHO，2001)。
LD50 5～10g/kg(猫，经口)。
GRAS(FDA，§182.1127，2000)。

化学性质

无色透明立方结晶或白色颗粒粉末。无臭、味涩。 微溶于水，20℃时溶解度15g/100ml水，易溶于热水，水溶液呈酸性。溶于稀酸、甘油，不溶于醇。

用途

硫酸铝铵是一种多功能化学品，主要用途包括：

• 净水凝聚剂：用于原水和地下水的净化以及工业用水处理。
• 印染媒染剂：在纺织印染行业中用作媒染剂。
• 制革铝鞣剂：在皮革加工中用作鞣革剂。
• 纸张上浆剂：用于纸张生产中的上浆处理。
• 黄色玻璃着色剂：用于玻璃制造中的着色。
• 医药收敛剂：在医药领域用作收敛剂。
• 食品膨松剂：在食品工业中用作膨松剂，可用于油炸食品、虾片、豆制品、发酵粉、威夫饼干、膨化食品和水产品等，按生产需要适量使用，铝的残留量≤100mg/kg。
• 缓冲剂：在食品加工中用作缓冲剂。
• 中和剂：用于中和反应。
• 护色剂：用于腌菜、煮炖食品等的护色处理。在日本不得用于豆酱。
• 膨松剂：在面包、糕饼类食品中用作膨松剂原料(酸性剂)，添加量为小麦粉的0.15%～0.5%。
• 参考用量：腌茄子0.01%～0.1%(以Al计)，铵明矾中的铝和铁盐遇茄子的蓝色色素形成络盐而不褪色。亦用于煮熟的红章鱼护色。甘薯泥加栗子的甜食、牛蒡丝加酱油加糖等用油炒的食品，在煮熬前在牛蒡丝或栗子中加入0.01%铵矾。系利用铵矾的收敛作用，改善咀嚼感。

生产方法

硫酸铝铵的生产方法主要包括以下几种：

间接法

用硫酸分解铝土矿。

氢氧化铝法

将氢氧化铝与硫酸反应加入硫酸铵，经浓缩，冷却结晶，离心脱水，干燥而得。

直接合成法

由工业硫酸铝和硫酸铵加水溶解后直接合成而得。将铝土矿加入分解槽中加硫酸分解，经静置，沉降，吸取清液精制后得纯度较高的硫酸铝溶液。将其密度调至（19℃）1.230～1.306。Al2(SO4)3含量20%～26%后送入反应槽内，在加热下搅拌，以Al2(SO4)3：(NH4)2SO4＝1：0.42的摩尔比加入硫酸铵。在100℃下搅拌至硫酸铵全部溶解。然后，冷却，结晶，过滤，洗涤结晶，干燥得成品。

热处理法

将铵明矾粉末放在铝板上，在炉中加热至200℃以除去结晶水而成。

合成法

铝土矿经粉碎后与硫酸反应，用骨胶作沉降剂得澄清的硫酸铝溶液，相对密度1.230～1.306(19℃/4℃)，含硫酸铝20%～26%。在100℃下，按比例加入硫酸铵，全部溶解后冷却结晶，再分离、干燥得成品。
Al2O3+3H2SO4→Al(SO4)3[(NH4)2SO4,HO2] →NH4Al(SO4)2·12H2O

氢氧化铝法

氢氧化铝与硫酸反应后，静置澄清；再将硫酸铵加入清液，经浓缩、冷却析出结晶，最后分离、干燥得成品。
2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO4)3[(NH4)2SO4,H2O] →NH4Al(SO4)2·12H2O