[发明专利]一种通过煤矸石制备硫酸铝的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学制备装置，尤其是一种通过以固体废弃物煤矸石和工业硫酸为原料制备硫酸铝的装置。

背景技术

煤矸石是一种在煤形成过程中与煤伴共生的坚硬岩石，约占煤产量的3%-10%。如何变废为宝以及综合利用煤矸石是化学工作者、环境保护工作者研究的重要课题之一。煤矸石中一般含炭10%-30%，二氧化硅30%-50%，氧化铝10%-30%，氧化铁0.5%-5%，碳酸盐约5%，水分约5%，为使其中的氧化铝转化为活性的γ-AL₂O₃，需在973K±50K焙烧，若温度太低达不到活化的目的，温度太高则得到酸中难以转化成硫酸铝的α- AL₂O₃。

通常的硫酸铝产物结晶为无色单斜晶体的十八水合物。此外煤矸石中的钙、镁、钛等金属氧化物也不同程度地与硫酸反应，生成相应的硫酸盐。产品中含杂质硫酸铁较高时，颜色发黄。反应时煤矸石粉应该过量，以使产品不含游离酸，且使原料硫酸被充分利用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种通过煤矸石制备硫酸铝的装置。

本发明采用的技术方案是：一种通过煤矸石制备硫酸铝的装置，包括电动搅拌器、三颈瓶、温度计、回流冷凝器和调压电热套，所述三颈瓶的瓶体设置在所述调压电热套内，所述三颈瓶的第一瓶口上安装有所述温度计，所述三颈瓶的第二瓶口上安装有所述电动搅拌器，所述三颈瓶的第一瓶口上安装有所述回流冷凝器。

作为优选，所述三颈瓶采用1000mL三颈瓶。

本发明装置使用时先安装制备硫酸铝的装置，然后称取60目以下的煤矸石粉100g放入蒸发皿中，在马弗炉中焙烧2h，自然冷却后备用。根据煤矸石中氧化铝的含量，将50%的工业硫酸加入三颈瓶中，在搅拌下加入焙烧好的煤矸石粉，用少量水冲洗瓶口，安装温度计，然后加热至373K左右（冷凝器中有回流液）。反应一段时间后，若反应物粘稠，可补加适量的水以维持反应的正常进行。反应约2h，当pH为2.5时，停止反应，加入250mL水后趁热倒入烧杯中，再加入5mL0.1%的聚丙酰胺溶液，搅拌1分钟，静置20分钟。再将静置的清液倒入铺好滤纸的布氏漏斗中吸滤，然后将渣倒入吸滤，用热水洗涤3次。将滤液浓缩至大量起泡沫为止，倒入瓷盘中，冷却后即为产品，称重，计算产率。

本发明的有益效果是：本发明通过以固体废弃物煤矸石和工业硫酸为原料制备硫酸铝，利用络合滴定法测定硫酸铝产品中的氧化铁及氧化铝的含量，本发明利用“废物”生产化工产品，增强了环境的保护。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

如图1所示，一种通过煤矸石制备硫酸铝的装置，包括电动搅拌器1、三颈瓶2、温度计3、回流冷凝器4和调压电热套5，所述三颈瓶2的瓶体设置在所述调压电热套5内，所述三颈瓶3的第一瓶口上安装有所述温度计3，所述三颈瓶2的第二瓶口上安装有所述电动搅拌器1，所述三颈瓶2的第一瓶口上安装有所述回流冷凝器4。所述三颈瓶2采用1000mL三颈瓶。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。