无铁硫酸铝因铁含量低，被广泛应用于纸张、织物、食品膨松剂及水处理等领域。其生产工艺需通过准确控制除铁环节，确保产品纯度。以下从原料处理、除铁工艺、结晶提纯三个维度解析核心流程：
一、原料处理：酸溶与预调节
1.原料选择
以铝土矿或煤矸石烧渣为主，需通过磁选去除机械铁杂质。例如，煤矸石烧渣经磁选后总铁含量可降至≤1.5wt%，铝铁比（氧化铁与总铁质量比）需＞18，以减少后续除铁压力。
2.酸溶反应
将预处理后的无铁硫酸铝原料与浓硫酸按质量比0.9～1.0混合，在90～95℃下反应2～3小时，期间持续搅拌并通入空气加速反应。反应后加水稀释，趁热过滤得到含铁硫酸铝溶液。
二、除铁工艺：氧化沉淀与吸附共沉
1.pH调节与初步除铁
向酸浸液中加入铝土矿粉调节pH至3.0～3.2，促使部分Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀。此时需严格控制pH≤3.3，避免Al³⁺沉淀导致产量损失。
2.氧化剂深度除铁
在加热条件下（如90℃），加入5%质量分数的高锰酸钾溶液，将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，同时生成活性二氧化锰（MnO₂）。活性MnO₂通过吸附作用与Fe(OH)₃共沉淀，进一步降低铁含量。
3.无铁硫酸铝萃取法替代方案
部分工艺采用伯胺N1923与磺化煤油组成的萃取剂，通过四级逆流萃取去除铁离子。萃取后有机相用稀硫酸反萃回收萃取剂，水相经浓缩得到精制硫酸铝。此方法可将铁质量分数降至0.051%，但成本较高。
三、结晶提纯：浓缩与干燥
1.蒸发浓缩
将除铁后的硫酸铝溶液在减压条件下蒸发，去除大部分水分，使溶液达到过饱和状态。
2.冷却结晶
将浓缩液冷却至60℃以下，硫酸铝以十二水合物（Al₂(SO₄)₃·12H₂O）或十七水合物（Al₂(SO₄)₃·17H₂O）形式结晶析出。结晶时间约5分钟，采用循环水冷却提升效率。
3.干燥与粉碎
结晶产物经离心脱水后，在80～100℃下干燥，得到无铁硫酸铝固体。产品需通过筛分控制粒度，满足不同应用需求。
三、工艺优化方向
1.原料综合利用：以煤矸石烧渣为原料，既降低生产成本，又实现固废资源化。
2.除铁效率提升：结合氧化沉淀与萃取法，可将铁含量降至0.01%以下，达到食品及标准。
3.自动化控制：通过在线pH监测与温度反馈系统，准确调控反应条件，提高产品稳定性。
无铁硫酸铝生产工艺的核心在于除铁环节的精细化控制。通过氧化沉淀、吸附共沉及萃取技术的组合应用，可去除铁杂质，生产出符合高*市场需求的纯净产品。
鲁ICP备2020046422号