硝酸铝的生产工艺

主要用途

硝酸铝用于有机合成、石油加工的催化剂、纺织工业的媒染剂。用于显像管生产，也用于制造自然电灯丝。在实验室用于制取纯的氢氧化铝和氧化铝。

合成^{【1】【2】}

生产原理：

金属铝在硝酸中溶解很慢，甚至不反应。一切硝酸盐都溶于水，如用金属铝直接和硝酸反应，则铝锭中的各种金属杂质均进入溶液，很难制得较纯的硝酸锅产品。利用金属铝具有典型的两性金属的性质，使它先与碱作用，生成铝酸盐，再与硝酸反应生成氢氧化铝。

1. 铝或氢氧化铝与硝酸反应，得硝酸铝。

生产流程：

生产工艺：

（1）. 实验室制法

在加热条件下，将铝溶解在57％的硝酸中，将反应液略加煮沸，：过滤去杂。滤液用硝酸酸化，在不高于74℃下蒸发浓缩至出现结晶。冷却析晶，过滤，用冰水洗涤晶体，置于硫酸干燥器中短时干燥，密封包装。 

（2）. 工业制法

将金属铝板用10％烧碱溶液清洗除去表面油污后，再用自来水冲洗，然后放人反应器中，加入少量1(每100 kg铝片约加入2 kg)氧化汞作为氧化剂，再慢慢加入稀硝酸(浓度约38％)，反应过程使铝保持过量，用蒸汽加热使反!应温度保持在110―115℃，约经2 h后，反应完毕。反应液比重为25―32Be，经澄清、过滤，清液送至蒸发器在减压下蒸发至45～47 Be，放入结晶器中自然冷却结晶，取出捣碎后，用离心机脱水，不经干燥，直接装桶作为成品。母液送蒸发器循环使用，直至成品中铁含量或重金属含量不合格时才排去。

反应时放出的二氧化氮气体，经真空泵抽人碱液池中用碱吸收可得副产物NaN02或NaN03。

2. 铝灰一硝酸法

将烧碱溶液和铝灰加入反应器中进行反应生成铝酸钠后，加硝酸进行反应生成氢氧化铝和硝酸钠，反应液经过滤后，将氢氧化铝加硝酸溶解而成硝酸铝溶液，再经过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离，制得硝酸铝成品。其反应式如下：

3. 其他方法

用金属铝直接和硝酸作用制造硝酸铝。此方法有简单之便，但制造的产品纯度不高，现在一般不用这种方法生产硝酸铝。适用于纺织和其他工业用的硝酸铝是用其他工业纯的铝盐与硝酸铝、硝酸钡或硝酸钙进行复分解生产的。

例如：用硫酸铝与硝酸铅反应可以制造硝酸铝。

反应如下：

制化学试剂法

制法一：

将金属铝在加热下溶解在硝酸(相对密度1．35)中，将溶液略加煮沸，过滤，除去杂质和剩余的铝，滤液用硝酸酸化，在不高于74℃下蒸发浓缩至出现结晶，冷却析出大粒结晶。或在稀硝酸铝溶液中加入戊醇也可析出硝酸铝结晶。过滤析出的晶体，用冰水洗涤，放在有硫酸的干燥器中短时间干燥。立即密封入瓶内。

制法二：

取357g潮湿膏状的氢氧化铝干瓷皿中，分次加入相对密度为1．34的硝酸共370ml，同时不断搅拌。将此混合液于水浴上(50℃以下)蒸发至相对密度为1．52，缓慢冷却即析出粗大结晶。吸滤，用10～15ml水洗涤两次。母液按上法加以结晶。将两次结晶置于有固体氢氧化钠的干燥器中保存过夜，密封于磨口瓶中。产量450克。

产品中A1(NO3)3含量的测定^【3】

可以用重量法，以Al2O3形式测最硝酸铅的含量。方法如下：

1. 准确称取一定量的产品，溶于100毫升水中，加一毫升浓硝酸，2克氯化铵；

2． 将溶液煮沸，边搅拌边加入氨水(10％)，至呈碱性反应(用甲基红指示剂)。并析出沉淀为止；

3. 使沉淀静置15—25分钟，用无灰滤纸过滤，崩2％热硝酸铵洗到滤液无氯离子为止；

4．放炉中烧到恒重为止。    ．

1克A12O3相当于7.35668克A1(N03)3·9H2O。

危险特性^【2】

有氧化性。与有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。急剧加热时可发生爆炸。本品属二级无机氧化剂。与可燃材料混合易于着火并猛烈燃烧。与有机物、易氧化物或易燃的硫、磷及还原剂混合，能燃烧和爆炸。燃烧时放出有毒的氧化氮气体。安全要求与硝酸银的相同。

储运注意事项

储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。保持容器密封。应与易燃、可燃物，还原剂、硫、磷、酸类等分开存放。切忌混储混运。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。

健康危害

本品粉尘对上呼吸道有刺激性，吸入后引起咳嗽和胸部不适。液体或雾刺激眼睛。误服引起恶心、呕吐。长期接触对皮肤有刺激性。

急救

皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水及清水彻底冲洗。

眼睛接触：立即翻开上下眼睑，用流动清水冲洗。就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保暖并休息。必要时进行人工吸或给输氧，就医。

食入：误服者立即漱口，饮牛奶或蛋清。就医。

防护措施

工程控制：生产过程密闭，加强通风，提供安全淋浴和洗眼设备。

呼吸系统防护：作业工人应戴口罩。

眼睛防护：可采用安全面罩。

防护服:穿防静电工作服。

手防护:必要时戴防护手套。

其他：工作后，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。

泄露处理

隔离泄漏污染区，周围设警告标志，应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触，用砂土、蛭石或其他惰性材料吸收，然后收集转移到安全场所。如大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃。

参考文献

[1]司徒杰生主编,化工产品手册  无机化工产品,化学工业出版社,2004年01月第1版,第323页

[2]韩长日，宋小平主编,精细无机化学品制造技术,科学技术文献出版社,2008.8,第224页

[3] 《实用化工产品生产技术》编写组编,实用化工产品生产技术一百例,,1988年04月,第34页

[4] 王广生主编；张海峰副主编,石油化工原料与产品安全手册,中国石化出版社,2010.08,第787页