طرق إنتاج كبريتات الألومنيوم؛ من حمض الكبريتيك إلى صخر الألومنيوم الشستي

كبريتات الألومنيوم (Al₂(SO₄)₃) هي إحدى المركبات الأساسية في الصناعات الكيميائية، ومعالجة المياه، وصناعة الورق، والنسيج. رغم صيغتها البسيطة، فإن عملية إنتاجها يمكن أن تختلف تمامًا اعتمادًا على مصدر الألومنيوم ونوع الحمض المستخدم. في الصناعة الحديثة، هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج هذه المادة:
الإنتاج من حمض الكبريتيك و الإنتاج من صخر الألومنيوم الشستي.

تمتلك كل طريقة من هذه الطرق خصائصها التقنية والاقتصادية والبيئية الخاصة.
فيما يلي، سنلقي نظرة شاملة على كلتا الطريقتين لتحديد أي خيار هو الأنسب للمصانع والمناجم والمشاريع الصناعية المختلفة.

1. طريقة إنتاج كبريتات الألومنيوم من حمض الكبريتيك

هذه الطريقة هي الأكثر شيوعًا والأكثر اقتصادية في العالم. في هذه العملية، يتفاعل حمض الكبريتيك المركز (98%) مع أحد مصادر الألومنيوم مثل البوكسيت، أو هيدروكسيد الألومنيوم، أو الألومينا.

يكون التفاعل طاردًا للحرارة، وبعد التبريد والترشيح والتركيز، يتم الحصول على محلول أو بلورات كبريتات ألومنيوم عالية النقاوة.

الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي النقاوة العالية للمنتج النهائي وإمكانية التحكم بالجودة للدرجات المستخدمة في المعالجة. لهذا السبب، تستخدم على نطاق واسع في صناعات معالجة مياه الشرب، والورق، والدوائية.

2. طريقة إنتاج كبريتات الألومنيوم من صخر الألومنيوم الشستي

في هذه الطريقة، بدلاً من الحمض النقي، يُستخدم الصخر المعدني الشستي المحتوي على الألومنيوم (Aluminous Shale) كمصدر للألومينا والكبريت.
يتم أولاً سحق وتجفيف الصخر الشستي، ثم تُجرى عملية التكليس في فرن دوار عند درجة حرارة 500 إلى 900 درجة مئوية لإتمام تفاعل السلفنة.
بعد ذلك، تُغسل وتُرَشَّح المرحلة المسلفنة، ويتم استخلاص محلول كبريتات الألومنيوم.

هذه الطريقة مناسبة عادةً لإنتاج الدرجات الصناعية، لأن التحكم بالمعادن الثقيلة في الصخر الشستي أكثر صعوبة. في المقابل، تكمن فائدتها في توفر المادة الخام المعدنية محليًا وتقليل الاستهلاك النسبي لحمض الكبريتيك.

مقارنة تقنية واقتصادية بين طريقي إنتاج كبريتات الألومنيوم

الخاصية	من حمض الكبريتيك	من صخر الألومنيوم الشستي
نقاوة المنتج	عالية (17–18% Al₂O₃، مناسبة لمعالجة المياه)	متوسطة (16–17% Al₂O₃، للاستخدام الصناعي)
الاستثمار الأولي	متوسط (مفاعل ونظام تركيز)	مرتفع (فرن دوار، نظام غاز وترشيح)
استهلاك الطاقة	منخفض نسبيًا	مرتفع بسبب التسخين والتكليس
التحكم البيئي	أسهل (انبعاثات غازية أقل)	أكثر تعقيدًا (SO₂، غبار معدني)
التطبيقات النهائية	معالجة مياه الشرب، صناعة الورق، النسيج	معالجة المياه العادمة، الزراعة، التطبيقات الصناعية

مراجع ومعايير قياسية

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

كبريتات الألومنيوم — من علم التفاعل إلى هندسة الإنتاج؛
طريقتان، هدف واحد: الوصول إلى منتج عالي النقاوة واستخدام صناعي واسع.