روش‌های تولید سولفات آلومینیوم؛ از اسید سولفوریک تا شیست آلومینیوم

سولفات آلومینیوم (Al₂(SO₄)₃) یکی از ترکیبات پایه در صنایع شیمیایی، تصفیه آب، کاغذسازی و نساجی است. با وجود فرمول ساده، فرآیند تولید آن بسته به منبع آلومینیوم و نوع اسید مورد استفاده، می‌تواند کاملاً متفاوت باشد. در صنعت امروز، دو روش عمده برای تولید این ماده وجود دارد:
تولید از اسید سولفوریک و تولید از شیست آلومینیوم‌دار.

هر یک از این روش‌ها، ویژگی‌های فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی خاص خود را دارند.
در ادامه، نگاهی جامع به هر دو روش خواهیم داشت تا مشخص شود کدام گزینه برای کارخانه‌ها، معادن و پروژه‌های صنعتی مختلف مناسب‌تر است.

۱. روش تولید سولفات آلومینیوم از اسید سولفوریک

این روش، رایج‌ترین و اقتصادی‌ترین شیوه تولید در جهان است. در این فرآیند، اسید سولفوریک غلیظ (۹۸٪) با یکی از منابع آلومینیوم مانند بوکسیت، آلومینیوم هیدروکسید یا آلومینا واکنش می‌دهد.

واکنش گرمازا بوده و پس از خنک‌سازی، فیلتراسیون و تغلیظ، محلول یا کریستال سولفات آلومینیوم با خلوص بالا حاصل می‌شود.

مزیت اصلی این روش، خلوص بالای محصول نهایی و قابلیت کنترل کیفیت برای گریدهای تصفیه‌ای است. به همین دلیل، در صنایع تصفیه آب آشامیدنی، کاغذسازی و دارویی استفاده گسترده‌ای دارد.

۲. روش تولید سولفات آلومینیوم از شیست آلومینیوم

در این روش، به‌جای اسید خالص، از سنگ معدنی شیست آلومینیوم‌دار (Aluminous Shale) به‌عنوان منبع آلومینا و گوگرد استفاده می‌شود.
شیست ابتدا خرد و خشک می‌شود، سپس در کوره دوار در دمای ۵۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد پخته می‌شود تا واکنش سولفاته‌کردن انجام گیرد.
در ادامه، فاز سولفاته شسته و فیلتر شده و محلول سولفات آلومینیوم استخراج می‌شود.

این روش معمولاً برای تولید گریدهای صنعتی مناسب است، چون کنترل فلزات سنگین در شیست دشوارتر است. در عوض، مزیت آن در دسترسی محلی به خوراک معدنی و کاهش نسبی مصرف اسید سولفوریک است.

مقایسه فنی و اقتصادی دو روش تولید سولفات آلومینیوم

ویژگی	از اسید سولفوریک	از شیست آلومینیوم
خلوص محصول	بالا (۱۷–۱۸٪ Al₂O₃، مناسب تصفیه آب)	متوسط (۱۶–۱۷٪ Al₂O₃، کاربرد صنعتی)
سرمایه‌گذاری اولیه	متوسط (راکتور و سیستم تغلیظ)	بالا (کوره دوار، سیستم گاز و فیلتراسیون)
مصرف انرژی	نسبتاً پایین	بالا به‌دلیل حرارت‌دهی و تکلیس
کنترل زیست‌محیطی	ساده‌تر (گازهای کم‌تر)	پیچیده‌تر (SO₂، گرد و غبار معدنی)
کاربردهای نهایی	تصفیه آب آشامیدنی، کاغذسازی، نساجی	تصفیه فاضلاب، کشاورزی، کاربردهای صنعتی

منابع و استانداردهای مرجع

• ScienceDirect – Aluminium Sulfate Production & Process Control
• TAPPI Journal – Aluminum Salts in Paper Industry
• BioResources – Chemical Engineering of Alum Production

سولفات آلومینیوم — از علم واکنش تا مهندسی تولید؛
دو مسیر، یک هدف: دستیابی به محصولی با خلوص بالا و کاربرد گسترده صنعتی.