Sản xuất và ứng dụng của phèn chua – Hóa Chất Đại Việt
Trong Đông y gọi phèn chua là Bạch phàn là chất có màu trắng, vị chua chát được hình thành do quá trình nướng mà ra (phàn có nghĩa là nướng). Trong kỹ thuật, Phèn chua thuộc loại phèn nhôm có thành phần chính là nhôm sunfat.
Mục lục bài viết
Giới thiệu về phèn chua
Phèn chua hay còn gọi là phèn nhôm sunfat có công thức hóa học là Al2(SO4)3.nH2O, thường gặp dạng Al2(SO4)3.18H2O chứa 15% Al2O3. Tùy theo điều kiện sản xuất, có thể thu được nhiều loại tinh thể nhôm sunfat hydrat hóa khác nhau trong đó giá trị của n có thể là 18,24,…Nếu chỉ có nhôm sunfat thì là phèn đơn và khi cho thêm Kali sunfat hoặc Amon Sunfat thì gọi là phèn kép. Khi cho thêm kali sunfat vào quá trình phản ứng, ta thu được nhôm kali sunfat có công thức phân tử là Al2(SO4)3.K2SO4.24H2O hay AlK(SO4)2. 12H2O. Trường hợp dùng amôn sunfat, thu được phèn kép nhôm amôn (ammonia alum) có công thức phân tử là Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.24H2O hay Al(NH4)(SO4)2.12H2O.
Ở Việt Nam, tiêu chuẩn chất lượng của phèn chua được công bố bởi đơn vị sản xuất, chỉ tiêu chất lượng chủ yếu là hàm lượng Al2O3 , thường quy định chung là Al2O3 > 10,3% .
Sản xuất phèn nhôm
Phèn đơn nhôm sunfat được sản xuất từ axit sunfuric và một vật liệu chứa nhôm như đất sét, cao lanh, quặng bôxit, nhôm hydroxit. Một vài cơ sở nhỏ sản xuất phèn chua từ axit sunfuric và nhôm phế liệu. Khi sử dụng nhôm hydroxit, sản phẩm thu được có chất lượng tốt nhất: hàm lượng nhôm oxit Al2O3 có thể đạt tới 17% đồng thời hàm lượng sắt oxit Fe2O3 có thể dưới 0,04%. Khi dùng nguyên liệu chứa nhôm khác, chất lượng sản phẩm thường thấp hơn và tiêu hao nguyên vật liệu thường cao hơn.
Ở miền Bắc nước ta, sản xuất phèn đơn thường đi từ cao lanh; còn ở miền Nam, lại sử dụng nguyên liệu nhôm hydroxit và chất lượng các loại phèn nhôm sản xuất trong nước tương đương với chất lượng các sản phẩm cùng chủng loại của nước ngoài. Để sản xuất phèn kép, người ta cho thêm Kali sunfat hoặc Amon sunfat vào quá trình phản ứng.
Tác dụng của phèn chua
Phèn chua có nhiều tác dụng trong đông y chủ yếu là sát trùng, trừ nấm, trị nhọt,.. Trong kỹ thuật, phèn chua dùng làm chất đông tụ trong quá trình xử lý nước.
Đông tụ là quá trình thô hóa các hạt phân tán và chất nhũ tương dưới ảnh hưởng của chất bổ sung – Đó là chất đông tụ. Chất đông tụ (thường là phèn nhôm) sẽ thực hiện phản ứng thuỷ phân với nước tạo thành các bông hydroxit kim loại có khả năng hút các hạt lơ lửng trong nước rơi theo lực trọng trường, lắng nhanh xuống đáy.
Quá trình tạo bông đông tụ diễn ra do phản ứng thuỷ phân của muối nhôm được tóm tắt như sau:
Al 3+ + 3HOH = Al(OH)3 ↓ + 3H+
Theo phản ứng trên, hydroxit nhôm keo tụ lôi kéo các chất lơ lửng kết tủa và trong nước ion H+ hình thành làm cho nước có vị chua.
Muối nhôm hoạt động có hiệu quả khi pH từ 5 đến 7,5. Trong xử lý nước thải, sử dụng hỗn hợp muối nhôm và muối sắt với tỷ lệ từ 1:1 đến 1:2 thì kết quả đông tụ tốt hơn là sử dụng riêng lẻ.
Hiện nay, người ta đã quan tâm đến những chất keo tụ mới nhiều hơn vì bản thân nhôm sunfat bộc lộ một số nhược điểm:
– Làm giảm độ pH của nước sau xử lý, bắt buộc phải dùng vôi để hiệu chỉnh lại độ pH dẫn đến chi phí sản xuất tăng.
– Khi cho quá liều lượng cần thiết thì hiện tượng keo tụ bị phá hủy làm cho nước đục trở lại. Như vậy, khi độ đục, độ màu nước nguồn cao, nhôm sunfat kém tác dụng.
– Phải dùng thêm một số phụ gia trợ keo tụ, trợ lắng…
– Hàm lượng nhôm tồn dư trong nước sau xử lý cao hơn so với khi dùng chất keo tụ khác và có thể cao hơn mức quy định tiêu chuẩn cho phép.
Chât keo tụ mới đang được nhắm đến là những chất muối nhôm kiềm tính như: PAC (Poly Aluminum Clorua), PACS (Poly Aluminum Clorua Silicat), PASS (Poly Aluminum Sunfat Sillcat).
>>> Xem thêm: H2O2 và những ứng dụng trong đời sống
