硫酸铝纯合剂(aluminium sulphate binder)是指耐火材料结合剂的一种。它是用铝土矿硫酸分解法或氢氧化铝硫酸分解法制取的工业硫酸铝,经水解后制得的。硫酸铝含18个结晶水〔Al2(SO4)3·18H2O〕,是白色六角形鳞片或针状结晶,密度1.62g/cm3,Al2O3理论含量为15.3%,熔点865℃,可溶于水、酸和碱溶液,不溶于醇。硫酸铝水溶液呈酸性。当加熟时猛烈膨胀并变成海绵状物质。在835℃左右分解为Al2O3和SO3。SO3是气体逸出Al2(SO4)3·18H2O的18个结晶水分3次脱水。
简介硫酸铝纯合剂(aluminium sulphate binder)是指耐火材料结合剂的一种。它是用铝土矿硫酸分解法或氢氧化铝硫酸分解法制取的工业硫酸铝,经水解后制得的。其反应式分别为:
Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O
2Al(OH)3+3H2SO4= Al2(SO4)3+ 6H2O
硫酸铝含18个结晶水〔Al2(SO4)3·18H2O〕,是白色六角形鳞片或针状结晶,密度1.62g/cm,Al2O3理论含量为15.3%,熔点865℃,可溶于水、酸和碱溶液,不溶于醇。硫酸铝水溶液呈酸性。当加熟时猛烈膨胀并变成海绵状物质。在835℃左右分解为Al2O3和SO3。SO3是气体逸出Al2(SO4)3·18H2O的18个结晶水分3次脱水。其差热分析曲线见图11。
硫酸铝晶体在常温下水解较慢,可采用热水或加热方法加快溶解速度。用过滤法除去不溶物。硫酸铝在水中溶解度与温度关系见表1。
硫酸铝加入量与所配制水溶液密度的关系见表22。
用硫酸铝结合剂的结合体其硬化机理比较复杂常温下硫酸铝溶液中呈现SO2-、Al(OH)2+和Al(SO4)3等状态存在。若不加促凝剂,凝固很缓慢或者不凝固。加入促凝剂后,如加入促凝剂矾土水泥后,SO42-会夺取矾士水泥中Ca2+形成 CaSO4,同时还形成硫酸铁、硫酸镁等。它们之间会互相作用形成硫铝酸钙(3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O或3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)和硫酸铝铁(FeO·Al2O3·4SO322H2O)等新物质的沉淀析晶,促使结合体凝结与硬硫酸铝合剂结合的结合体出于新生成物数量不多,故在常温下强度很低。在500~600℃之前热处理后的强度与烘干强度接近。当700~800℃时由于硫酸盐及硫铝酸盐相继开始分解。放出SO3,[Al2(SO4)3→Al2O3+3SO3↑〕使结合体产生结构疏松,强度降低。当髙于1000℃时。由于硫酸盐与硫铅酸盐分解得到的活性Al2O3易发生固相反应。形成新物质和出现液相达到烧结,强度显著提高。到1200℃时。结合体强度约为800℃时的3.5~5倍。
由于硫酸钙水解反应产物为H2SO4,它可与原料中金属和氧化物反应产生氢气和水,对砖料成型性能不利,故采用硫酸结合剂配料时需在一定温度和湿度下料24h以上2。
用途用硫酸铝结合剂可制备浇注料、捣打料、可塑料及不烧砖等,其使用温度随所用骨料及粉料的材质不同而异3。
本词条内容贡献者为:
石季英 - 副教授 - 天津大学