硫酸铝结合剂简介

    硫酸铝结合剂(AluminiumSulphateBinder)

　　耐火材料结合剂的一种。它是用铝土矿硫酸分解法或氢氧化铝硫酸分解法制取的工业硫酸铝，经水解后制得的。其反应式分别为：

　　硫酸铝含18个结晶水[Al2(SO4)3?18H20]，是白色六角形鳞片或针状结晶，密度1．62g/cm3，Al2O3理论含量为15.3%，熔点865℃，可溶于水、酸和碱溶液，不溶于醇。硫酸铝水溶液呈酸性。当加热时猛烈膨胀并变成海绵状物质。在835℃左右分解为Al2O3和SO3。SO3呈气体逸出。

　　Al2(SO4)3?18H2O的18个结晶水分3次脱水。其差热分析曲线见图。

　　硫酸铝晶体在常温下水解较慢，可采用热水或加热方法加快溶解速度。用过滤法除去不溶物。硫酸铝在水中溶解度与温度关系见表1。

　　硫酸铝加入量与所配制水溶液密度的关系见表2。

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　　表2硫酸铝加人量与所配制水溶液密度的关系

　　硫酸铝水解后生成凝胶体而凝结硬化。其反应式如下：

　　用硫酸铝结合剂的结合体其硬化机理比较复杂，常温下硫酸铝溶液中呈现S02-、Al(0H)2+和A1(SO4)3等状态存在。若不加促凝剂，凝固很缓慢或者不凝固。加入促凝剂后，如加入促凝剂矾土水泥后，SO2-会夺取矾土水泥中Ca2+形成CaSO4，同时还形成硫酸铁、硫酸镁等。它们之间会互相作用形成硫铝酸钙(3CaO?A12O3?3CaSO4?31H2O或3CaO?A12O3?CaSO4?12H2O)和硫酸铝铁(FeO?Al2O3?4SO3?22H2O)等新物质的沉淀析晶，促使结合体凝结与硬化。

　　硫酸铝结合剂结合的结合体由于新生成物数量不多，故在常温下强度很低。在500～600℃之前热处理后的强度与烘干强度接近。当700～800℃时由于硫酸盐及硫铝酸盐相继开始分解，放出SO3，[Al2(SO4)3——ALl2O3+3SO3]使结合体产生结构疏松，强度降低。当高于1000℃时，由于硫酸盐与硫铝酸盐分解得到的活性Al2O3易发生固相反应，形成新物质和出现液相达到烧结，强度显著提高。到1200℃时，结合体强度约为800℃时的3.5～5倍。

　　由于硫酸铝水解反应产物为H2SO4，它可与原料中金属和氧化物反应产生氢气和水，对砖料成型性能不利，故采用硫酸铝结合剂配料时需在一定温度和湿度下困料24h以上。

　　用硫酸铝结合剂可制备浇注料、捣打料、可塑料及不烧砖等，其使用温度随所用骨料及粉料的材质不同而异。