Х а р а к т е р и с т и к а с е р н о к и с л о г о г л и н о зе м а

Разбавленный раствор сернокислого глинозема в воде имеет кислую 
реакцию (pH около 4), так как он гидролизуется с образованием гидроо­
киси алюминия и серной кислоты. Степень гидролиза его при проклейке 
зависит от количества введенного в бумажную массу сернокислого глино­
зема, жесткости воды и вида волокнистого материала, т. е. от факторов, 
определяющих кислотность среды при проклейке.
A!2( S 0 4)3 + 6Н20
2А1(ОН)з + 3H2S 0 4. 
(37)
Гидроокись алюминия имеет амфотерный характер и потому способна 
давать соли не только с кислотами, но и с основаниями. Кроме того, обра­
зование солей с основаниями может обусловливаться также способностью 
гидроокиси алюминия присоединять дополнительные ионы ОН'
АГ(ОН)3 + ОН' —* [А1(ОН)4]' + свободная энергия. 
(38)
Ионы Н' в свою очередь способны отрывать ионы ОН' от иона А1(ОН)'4, 
и таким образом устанавливается равновесие, зависящее от концентрации 
ионов Н' и характеризующее амфотерные свойства гидроокиси алюминия 
[30]:
]А 1 (О Н )4] ' + Н ' 
А 1 ( 0 Н )
з
+ Н 20 ,
А1(ОН)3 +• 3H' ** АГ" + ЗН20 . 
(39)
Водные растворы солей алюминия содержат бесцветные ионы АГ" 
в значительной степени гидратированные. В зависимости от кислотности 
среды они гидролизуются, переходя в гидроокись алюминия через следую­
щие переходные формы:
АГ" 
А1(ОН)" « А1(ОН)'2 ^ А1(ОН)3, 
(40)
Н20
о н 2
\
/
+ 
3
Н 20 
о н 2
\
/
+2
1
N
X
о
\
/
о
(N
X
1 
н_
'
+
1
X
о
\
/
о
X
1 
^
Н 20 —А1—ОН2 
н 2о 
ч о н 2
<—
Н20 —А1—0Н 2 
НгО'' 
4 0Н 2
Н20 —А1—0Н2 
На0 
Х0Н2
Н20 - А 1 - 0 Н 2
Н20 '' 
Чч0Н2
или с учетом гидратационной воды
Продукты гидролиза солей алюминия агрегируются путем полимери­
зации или конденсации с образованием кислородных мостиков между ато­
мами по схеме
ч
/ н \
/
н \
/
н \ /
—A l- О —A I - 0 - A 1 —0 - А 1 -
(42)
/ \
/ \
/ \
/ \
Эта реакция приводит в конечном итоге к выпадению высокомолеку­
лярной гидроокиси, содержащей воду и гидроксильные группы [11]. Обыч­
191

но в производственных условиях при добавлении к целлюлозной суспензии 
4% сернокислого алюминия от веса волокна выпадение геля гидроокиси 
алюминия начинается при pH 4,78. Она адсорбирует из раствора ионы алю­
миния и получает положительный заряд, благодаря чему играет большую 
роль в процессах проклейки, наполнения бумаги и осаждения взвесей при 
водоочистке, способствуя перезарядке отрицательно заряженных частиц 
смолы, наполнителей и фиксации их на волокне [31].
При проклейке бумаги сернокислый алюминий расходуется на реак­
цию с резинатом натрия, на реакции катионообмена с элементами золы 
волокна и на реакции с солями жесткости производственной воды. Кроме 
того, он создает определенную кислотность среды, необходимую для про­
клейки. Поэтому его расход для проклейки бумаги зависит от жесткости 
производственной воды, вида клея и волокна и значительно больше теоре­
тического, подсчитанного только исходя из реакции с клеем.
В среднем расход сернокислого глинозема по отношению к клею нахо­
дится в пределах от 2 :1 до 1 :1, уменьшаясь с ростом содержания свободной 
смолы в клее и увеличиваясь с уменьшением расхода клея на проклейку бу­
маги. Последнее объясняется тем, что сернокислый глинозем расходуется 
на создание кислотности среды, необходимой как для проклейки бумаги, 
так и для лучшего удержания в ней минеральный наполнителей.
Сернокислый глинозем и квасцы для проклейки бумаги могут быть за­
менены хлористым алюминием А1С1з, но он дорог. Серная кислота не может 
заменить солей алюминия при проклейке, однако в смеси с сернокислым 
глиноземом иногда, как показал Прайс [32], дает даже лучшую проклейку, 
нежели с одним сернокислым глиноземом. Серную кислоту целесообраз­
но применять при высокой жесткости производственной воды с целью ее 
умягчения, а также при использовании нейтрального клея с целью частич­
ного перевода его в свободную смолу.
Наиболее перспективным заменителем сернокислого алюминия яв­
ляется алюминат натрия. Его обычно получают нагреванием боксита АЮ 
(ОН) (метагидроокиси алюминия) с NaOH при температуре 160-170° С:
2А10(0Н) + 2NaOH — Al20 3-Na20 H 20 + Н20
(43)
Он поступает в продажу в стальных бочках в виде аморфного белого по­
рошка. 
Н а
предприятии 
е г о
растворяют в мягкой теплой воде до 
к о н ц е н т р а ­
ции 2,5% . Такой раствор обладает большой стабильностью и может 
долго 
храниться. Алюминат натрия (эмпирическая формула Na2AI20,i) 
с о д е р ж и т
5 3 -5 5 % А120 3 и 4 0 -4 1 % Na20 .
По данным Вернера, алюминаты одновалентных металлов в воднУ/ 
растворах находятся в виде анионов с отрицательным зарядом [А1 (ОН) 
4
] • 
Алюминат натрия в сочетании с сернокислым глиноземом позволяет вести 
проклейку бумаги в слабокислой, нейтральной и даже в щелочной среДе’
192

что очень важно для сохранности и долговечности бумаги. Алюминат на­
трия можно использовать для нейтрализации кислой массы перед введе­
нием смоляного клея и повышения pH. При этом происходит выделение 
гидроокиси алюминия, что позволяет снизить расход сернокислого глино­
зема и провести проклейку при более высоком pH (5 ,5 -7 и выше).
Выпадение гидроокиси алюминия начинается при снижении pH ниже 
ДО (на рис. 82 показаны выпадение и растворимость гидрогеля алюминия в 
зависимости от pH среды и концентрации ионов алюминия).
й
1
.3
Рис. 82. В лияни е pH среды и концентрации ионов: 

жүктеу/скачать 17,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: