硫酸アルミニウムは、式Al 2 (SO 4 ) 3で表される塩です。水に溶けやすく、主に飲料水[ 3 ] [ 4 ]や廃水処理プラントの浄化、および製紙において凝集剤(電荷を中和して粒子の衝突を促進する)として使用されます。
無水硫酸アルミニウムは、火山環境や燃えている石炭採掘廃棄物堆積場などで見られる希少鉱物ミロセビチットとして天然に産出します。硫酸アルミニウムは、無水塩として見られることはほとんどなく、いくつかの異なる水和物を形成し、その中でも十六水和物Al 2 (SO 4 ) 3 · 16H 2 Oと十八水和物Al 2 (SO 4 ) 3 · 18H 2 Oが最も一般的です。式が[ Al(H 2 O) 6 ] 2 (SO 4 ) 3 · 5H 2 Oと書ける十七水和物は、鉱物アルノゲンとして天然に産出します。
硫酸アルミニウムは、特定の業界ではミョウバンまたは製紙用ミョウバンと呼ばれることがあります。しかし、「ミョウバン」という名称は、より一般的で適切な名称として、一般式X Al(SO 4 ) 2 · 12H 2 Oで表される複硫酸塩全般に使用されます。ここで、Xはカリウムやアンモニウムなどの一価陽イオンです。[ 5 ]
硫酸アルミニウムは、水酸化アルミニウム(Al(OH) ₃)を硫酸(H₂SO₄)に加えることによって製造することができる。
または、アルミニウムを硫酸溶液中で加熱することによって。
硫酸アルミニウムの製造に用いられる明礬片岩は、黄鉄鉱、ケイ酸アルミニウム、および様々な瀝青質物質の混合物であり、オーバーバイエルン、ボヘミア、ベルギー、およびスコットランドで産出される。これらは焙焼されるか、または空気の風化作用にさらされる。焙焼工程では硫酸が生成され、粘土に作用して硫酸アルミニウムが生成される。風化中にも同様の状態が生じる。次に、この塊を系統的に水で抽出し、比重1.16の硫酸アルミニウム溶液を調製する。この溶液をしばらく放置し(硫酸カルシウムと塩基性硫酸鉄(III)が分離するように)、冷却時に硫酸鉄(II)が結晶化するまで蒸発させる。その後、これを取り出して比重1.40になるまで蒸発させる。次に、しばらく放置し、沈殿物からデカントする。[ 6 ]
粘土またはボーキサイトから硫酸アルミニウムを製造する場合、原料を穏やかに焼成した後、硫酸と水を加えて徐々に加熱して沸騰させる。濃硫酸を用いる場合は、硫酸アルミニウムの生成は発熱反応であるため、通常は外部からの加熱は不要である。その後、しばらく静置し、上澄み液を採取する。
氷晶石を鉱石として使用する場合、炭酸カルシウムと混合して加熱します。この方法でアルミン酸ナトリウムが生成され、水で抽出され、炭酸水素ナトリウムまたは二酸化炭素の流れを溶液に通すことによって沈殿します。沈殿物は硫酸に溶解されます。[ 6 ]

硫酸アルミニウムは、食品業界では固め剤として、E番号E520として使用されることもあり、動物飼料では殺菌剤として使用されます。米国では、FDAは濃度制限なしで「一般的に安全と認められている」としています。 [ 7 ]硫酸アルミニウムは、消臭剤、収斂剤、または浅い剃毛傷の止血剤 として使用されることがあります。硫酸アルミニウムは、繊維の染色および印刷の媒染剤として使用されます。
これは一般的なワクチンアジュバントであり、「接種部位に形成されたワクチン貯蔵庫から抗原をゆっくりと放出させることによって」作用する。
硫酸アルミニウムは、水の浄化や廃水からのリンの化学的除去に使用されます。懸濁不純物を凝集させてより大きな粒子にし、容器の底に沈殿させやすくします(またはろ過しやすくします)。このプロセスは凝集または凝結と呼ばれます。研究によると、オーストラリアでは、飲料水処理でこのように使用される硫酸アルミニウムが、下水道システムにおける硫化水素ガスの主な発生源となっています。[ 8 ] 1988年に発生した不適切な過剰使用により、コーンウォールのキャメルフォードの水道水が汚染されました。
硫酸アルミニウムは、浅い湖の富栄養化対策として使用されてきました。これは、湖のリン負荷を減らすことによって効果を発揮します。 [ 9 ] [ 10 ]
硫酸アルミニウムを大量の中性または弱アルカリ性の水に溶かすと、水酸化アルミニウム(Al(OH) ₃)のゼラチン状沈殿物が生じる。布地の染色やプリントにおいて、このゼラチン状沈殿物は顔料を不溶性にすることで、染料が布地の繊維に付着するのを助ける。
硫酸アルミニウムは、加水分解して水酸化アルミニウム沈殿物と希硫酸溶液を生成するため、庭の土壌のpHを下げるために使用されることがあります。土壌のpHレベルの変化が植物にどのような影響を与えるかの例として、アジサイ(Hydrangea macrophylla)を見るとわかります。庭師は土壌に硫酸アルミニウムを加えてpHを下げることができ、その結果、アジサイの花の色が変わります(青色になります)。花を青くするのはアルミニウムです。pHが高いと、アルミニウムは植物に利用できなくなります。[ 11 ]
建設業界では、コンクリートの防水剤および促進剤として使用される。また、消火用泡消火剤の発泡剤としても使用される。
また、殺貝剤としても非常に効果的で、[ 12 ]スペインナメクジを駆除します。
媒染剤である三酢酸アルミニウムと硫酸アルミニウムは硫酸アルミニウムから調製することができ、生成物は使用する酢酸鉛(II)の量によって決まる。[ 13 ]
この化合物は、580~900 ℃に加熱するとγ-アルミナと三酸化硫黄に分解する。また、水と結合して様々な組成の水和塩を形成する。
硫酸アルミニウムは、泡安定剤が添加された重炭酸ナトリウムと反応し、消火用泡の原料となる二酸化炭素を生成する。
二酸化炭素は泡安定剤によって捕捉され、炭化水素燃料の上に浮かぶ厚い泡を形成し、大気中の酸素へのアクセスを遮断して火を消火します。化学泡は、アルコールなどの極性溶剤には適していませんでした。燃料が泡の層と混ざり合って分解してしまうためです。発生した二酸化炭素は、携帯式消火器であれ、ホースラインを使用した固定式設備であれ、容器から泡を押し出す役割も果たしました。化学泡は米国では時代遅れとみなされ、保存期間が長く、効果が高く、汎用性の高いAFFFなどの合成機械式泡に置き換えられましたが、日本やインドなどの一部の国では引き続き使用されています。
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