国内生产硫酸铝工艺有二种。一种为常压工艺生产硫酸铝，另一种为中压工艺生产硫酸铝。常压工艺生产硫酸铝能耗大，废气排放量大，环保问题突出。中压生产工艺能耗低，废气排放量少，生产清洁环保，符合国家低碳环保发展方向。中压反应生产硫酸铝技术比较成熟，生产工艺完全能够满足催化剂生产需求。但国内中压工艺生产硫酸铝工艺使用设备搪瓷釜、碳钢衬铅贴耐酸瓷砖釜、碳钢衬铅贴石墨板釜在工业生产中有明显的缺陷，这些反应釜在工业生产中也有着明显的缺陷。搪瓷釜在硫酸铝反应过程急剧的热胀冷缩下容易炸裂而脱瓷，使用寿命大约半年左右；碳钢衬铅贴耐酸瓷砖釜，由于铅在高温下产生铅蒸汽，影响人体健康，达不到环保要求；碳钢衬铅贴石墨板釜在硫酸锅反应过程急剧的热胀冷缩下，石墨板容易脱层，使用‘年左右石墨板需要重新衬，而且反应釜衬铅，高温下产生铅蒸汽，影响人体健康。这些反应釜均不适合硫酸铝溶液的生产。锆和锆复合板制成的反应釜进行反复的论证，发现锆复合板制成的反应釜在硫酸铝反应中可行。2012年宝鸡宝冶钛镍制造有限责任公司制成一台锆反应釜在生产领域硫酸铝装置中运用，取得了较好的效果。
1锆板反应釜的研发
1.1锆金属挂片试验
在调研考察中发现，金属锆能耐浓度低于70%的硫酸。生产无铁硫酸铝制备硫酸铝时，硫酸反应浓度均在50%以下，因此选用锆材质可达到生产工艺要求。为了进一步确定锆板用作硫酸铝反应釜防腐材料的可行性，我们就纯锆板和纯锆板内包碳钢板三种材料进行了硫酸铝反应釜内挂片实验，结果见表1。
从反应釜内挂片实验看到：纯锆板和锆板内包碳钢板的耐腐蚀性能力强。其中以锆材料在硫酸铝制备中耐腐蚀性更好。陕西省宝鸡市力兴钛业公司、湖南博云新材有限公司、青岛中捷钛金制品厂提供纯锆板和锆板内包碳钢板能够满足耐强腐蚀的技术要求。
1.2锆及锆复合板反应釜的可行性
1.2.1锆金属相关背景
随着现代化工工业发展，需要应对的介质环境越来越苛刻，不锈钢与铁、镍合金难于胜任，而采用锆用作结构材料，尽管用其制作设备一次性投资很高，但从使用寿命、单元设备产量的增加、设备维修费用以及对工艺介质无污染等综合因素去考虑，用锆作为化工设备的结构材料是经济可靠的，越来越受到人们的青睐。
市场上的锆材分为两类：反应堆级和化工级，所谓的反应堆级为无铪的锆合金，因为铪的存在会影响中子辐射，如2rcaloy-2，2rcaloy-4与2r-2.5Nb。化工用工业纯锆含铪约小于4.5%，并不影响锆的耐腐蚀性与力学性能。由于锆矿中共存铪，提炼时铪难以分离，无铪锆较昂贵，化工级锆（含铪）较便宜。纯锆比重～6.49g/cm3，熔点～1850℃，线膨胀系数远远低于钢，锆材与钢不能熔化焊接，对溶液中含Cl-、Fe3+离子耐受程度较低。
1.2.2锆钢复合的层次问题
迄今为止，我国尚无锆和锆合金设备的设计标准，并且缺少压力容器用锆材标准，主要参照ASME规范，同时又遵守《压力安全技术监察规程》的有关规定。通常用于制造压力容器的锆材牌号为ZrR60702，采用纯锆制造压力容器一般只适应低压的小容器。因锆材与钢不能进行熔化焊接，应用爆炸成型技术，加工成锆／钢复合板用作容器主体材料，既耐腐蚀，成本也较低。比较通用的作法是锆、钛、钢三层复合，采用钛作过渡层剪切强度均值均很过280MPa，复合板界面结合率均可达到A级要求，因此，采用锆、钛、钢三层复合是生产优质复合板的优选。锆材有核级及化工级，因耐腐蚀性能相同而化工级要便宜一些，制作容器一般选用化工级，从我们前期采用宝鸡力兴等厂家提供的锆板作的挂片实验情况来看，腐蚀率是非常低的（不大于0.10mm/a，折算成硫酸铝生产实际使用工况），设计时如选用2.5mm厚锆板，设计寿命十年无问题。因此，单纯就防腐性能来说，国产力兴等厂家提供的锆板是胜任的。
2硫酸铝带压反应釜的制作
15m3硫酸制备釜由陕西省宝鸡市宝鸡宝冶钛镍制造有限责任公司制造。具体参数如下：
3反应釜工业试验
2012年3月，锆材反应釜投入试运行。其工艺流程为：打开硫酸铝反应釜的排气阀和加料口，在常压下向反应釜先‘次性加入按投料配比计量的化学水，开搅拌，再‘次性加入按投料配比计量的氢氧化铝粉，然后，封闭投料口，再加入按投料配比通过从计量罐计量的浓硫酸，并控制加酸时间，然后关闭硫酸铝制备釜的排气口阀门继续进行密闭带压反应100min，反应完后，通化学水冷却，然后加‘定量的水将浓度稀释到90～100gAl203/1后，继续冷却至100℃以下，将较终反应完后的硫酸铝放入到硫酸铝溢流罐中。该反应进行了5次，产品质量和收率均满足生产要求，反应时无需加热，反应时压力在0.2～0.3MPa，温度在120～140℃，完全能满足硫酸铝生产需要。
4结论
以带压法制备硫酸铝，其特点是：
(1)密闭环境下利用反应自身产生的热能完成反应，可制备出合格的硫酸铝溶液，较常压法能耗低，且废气排放量少；
(2)该工艺采用了一种新型材质——锆复合材料制造的反应釜，耐腐蚀能力强，且该反应釜为国内台大容积压力反应釜，系国内首创。
