ПОЛУЧЕНИЕ СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ ИЗ МЕСТНЫХ ГЛИН И КАОЛИНОВ
Токсанбаева Ж.А. учитель химии, биологии
Школы имени Ш.Уалиханова
Иртышского района, Павлодарской области
ПОЛУЧЕНИЕ СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ ИЗ МЕСТНЫХ ГЛИН И КАОЛИНОВ
Факультативные занятия по химии могут иметь разнообразные цели. Некоторые из них могут включать:
1. Расширение знаний и навыков в области химии. Факультативные занятия могут помочь учащимся углубить свои знания химии, изучить новые темы или научиться использовать химические инструменты и техники.
2. Подготовка к экзаменам. Факультативные занятия могут помочь учащимся подготовиться к экзаменам по химии, ознакомиться с типичными экзаменационными вопросами, практиковаться в решении задач и тестов.
3. Поддержка интереса к химии. Факультативные занятия могут включать интересные и познавательные опыты, которые могут помочь учащимся проявить интерес к химии, понять ее значение и приложения в реальной жизни.
4. Развитие научного мышления и методов исследования. Факультативные занятия могут помочь учащимся развить свои научные методы исследования, усовершенствовать свои наблюдательные и аналитические способности и улучшить свои навыки взаимодействия с научными материалами.
В целом, факультативные занятия по химии могут иметь множество полезных целей и выгод для учащихся, в зависимости от их интересов и потребностей. Большую роль имеют темы занятий связанные с местным компонентом. Для профориентации учащихся это имеет огромное значение. В Павлодарской области расположено много производственных предприятий, в том числе Алюминиевый завод. На факультативных занятиях, на уроках химии учащиеся получают начальные знания о производстве алюминия, что может заинтересовать их в будущем при выборе профессии.
Для получения сульфата алюминия из местных глин и каолинов необходимо выполнить следующие действия:
- Измельчение сырья - глины и каолинов необходимо измельчить до достаточно мелкой степени, чтобы добиться хорошего извлечения алюминия.
- Аттапульгитизация - полученную глину и каолин необходимо подвергнуть аттапульгитизации при повышенной температуре (180-200 градусов Цельсия), чтобы удалить пестициды и другие загрязнения, которые могут повлиять на качество и чистоту конечного продукта.
- Обработка серной кислотой - при присутствии серной кислоты алюминий из глин и каолинов превращается в сульфат алюминия. Смесь глины и каолина загружается в кислую ванну, где при взаимодействии с серной кислотой происходит конверсия алюминия в сульфат.
- Отделение от осадка - после обработки сулем, образовавшаяся суспензия осаждается, а получившуюся жидкость выделяют от осадка.
- Обезвоживание - полученный сульфат алюминия обезвоживается в барабанной сушилке, после чего он готов к использованию в различных отраслях промышленности.
Таким образом, получение сульфата алюминия из местных глин и каолинов требует проведения нескольких этапов обработки, но является достаточно простым и эффективным процессом
На факультативных занятиях можно провести работу по изучению солей алюминия из местного минерального сырья. Глины или каолины, в состав которых алюминий входит в виде каолинита Al2O3*2SiO2*2H2O. Широко распространены в природе. Содержание оксида алюминия в них от 20 до 40 %. Ограничением для их промышленного использования является высокое содержание примесей, но они могут быть использованы для получения сульфата алюминия Al2(SO4)3*18H2O , загрязненного примесями соединений железа и других элементов.
Глины и каолины отличаются друг от друга по минералогическому и химическому составу и по дисперсности. Как правило , глины состоят из более мелких частиц, чем каолины.Для получения сульфата алюминия глину или каолин необходимо вначале прокалить при 450-500̊ С для удаления кристаллизационной воды и выжигания органических веществ.
Затем 80-100 г обожженной глины или каолина смешивают в фарфоровой чашке с серной кислотой (приблизительно 2 мл, плотностью 1,84 г/см3). Кислотное разложение производят (в вытяжном шкафу) в фарфоровом стакане на песчаной бане или слабом огне газовой горелки при постоянном перемешивании стеклянной палочкой до тех пор, пока прекратится выделение газов и масса станет сухой и сыпучей [1]. Протекающая реакция записывается уравнением:
Al2O3*2SiO2 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3 H2O + 2SiO2
Сухую массу охлаждают до комнатной температуры, сульфат алюминия выщелачивают в стеклянном стакане, используя 200 мл воды, нагретой до кипения.
После выщелачивания пульпу фильтруют и фильтрат концентрируют путем упаривания до появления кристаллической пленки. При охлаждении и постоянном перемешивании из концентрированного раствора кристаллизуются в виде игл или другой формы светлые или темно-зеленые кристаллы Al2(SO4)3*18H2O. Окраска кристаллов Al2(SO4)3*18H2O зависит от соединений железа и других примесей, находящихся в исходном материале. Затем отфильтровывают раствор от выпавших кристаллов, отжимают их между листами фильтровальной бумаги и определяют выход взвешиванием. Следует иметь в виду, что при концентрировании и кристаллизации сульфата алюминия возможно получение соли и с меньшим содержанием кристаллизационной воды. Содержание кристаллизационной воды в кристаллогидрате можно определить по методике [2].
Литература.
- Лепинь Л.К. Неорганический синтез. С.115
- Ходаков Ю.В.Эпштейн Д.А. Глориозов П.А. Неорганическая химия. М.Просвещение , 1975. С. 235
