聚丙烯酰胺的性质与应用

聚丙烯酰胺简称PAM，亦称三号凝聚剂，分子式为，是线状水溶性高分子聚合物，分子量在

300-1800万之间，外观为白色粉末状或无色粘稠胶体状，无臭、中性、溶于水，温度超过120℃时易分解。

聚丙烯酰胺分子中具有阳性基因2

2． 物理特性；本产品为胶体和粉剂。胶体产品为无色透明、无毒性、无腐蚀。粉剂为白色粒状或细粉末状固体，两者均能溶于水。吸水速度随衍生物离子特性的区别而 不同。但几乎不溶于一般溶剂，仅在乙二醇、甘油、冰醋酸、甲酰胺、乳酸、丙烯酸等溶剂中能溶解1%左右。不同品 种，不同分子量的产品有不同的性质。

3．用途：主要用于采油、制糖、洗煤、选矿、造纸、涂料、湿法冶金，纺织、石料切割、化工、农药、医药以及污水处理等等。胶体及粉剂聚丙烯酰胺可根据用户提供的产品质量要求生产含量、分子量、水解度各异的产品。

PAM絮凝剂由于应用范围十分广泛，而各种应用对其所要求的性能各不相同，为满足各类用途的需要，世界各国研制了非常复杂的品种和规格，现已形成了比较齐全的产品系列。

4．使用方法：本产品系高分子线型聚合物，尤其在使用粉剂时，配制PAM时应力求做到以下各点：

使用中性而不含盐类和夹杂物的水为宜；

使用40℃左右，但不超过60℃的温水可加速絮凝剂溶解；

溶解时将PAM缓慢撒入水中，一次撒多会出现难溶胶团；在可能的条件下，采用分步投加将更有利于絮凝剂的均匀分布；

当聚丙烯酰胺被投入水中后应尽快搅拌，使药剂与水迅速而充分混合。搅拌时不能过猛，应避开强机械搅拌和泵，否则会使3聚合物降解，搅拌应以100—300r/min为宜；

溶解度按干基控制于0.5%—0.8%，在使用前再稀释到0.08%；

使用多少，溶解多少，稀溶液易发生降解。

5．产品标准按GB/T13940—92执行

胶体聚丙烯酰胺产品标准 ：

项目 指标

阴离子型 非离子型 阳离子型

外观 白色胶状 白色胶状 白色胶状

固含量≥% 8—30 8—30 8—30

分子量 300—900 200—900 200—500

游离单体≤% 0.5 0.5 0.5

水解度% 5—30 ≤5 5—30

聚丙烯酰胺干粉产品标准：

项目 指标

阴离子型 非离子型 阳离子型

外观 白色或微黄色粉粒

固含量≥% 90 90 90

分子量 300—1800 300—1000 500—1000

游离单体≤% 0.5 0.5 0.5

水解度% 20—30 ≤5 离子度5—30

全溶时间 0.5—2 2—4 0.5—1

PH值 碱 中 酸

6．储存方法及运输

PAM储存时应保持密封、干燥、避光，防止高温，以避免吸潮，降解变质；

PAM不应在金属容器直接接触下储存，应加塑料内衬；

PAM储存期限不宜过久，否则会导陈化降解，一般浓度越稀，有效期越短。

7．注意事项：PAM本身没有毒性只有当吸入大于千分之五时因肠胃粘膜对营养的吸收被粘阻而有害。PAM中残留的丙烯酰胺单体有毒，食品应用时要严格控制。

8． 包装：胶体25Kg/袋；

干粉25Kg/袋，外有三合一复合袋，有聚乙烯内衬袋。

聚丙烯酰胺

一、产品简介：

聚丙烯酰胺是丙烯酰胺单体在引发剂作用下均聚或共聚所得聚合物的统称，是水溶性高分子材料中应用最广泛的品种之一，主要应用于石油开采、水处理、纺织、造纸、选矿、医药、农业等行业中，有百业助剂之称。聚丙烯酰胺

易溶于水，几乎不溶于有机溶剂，在中性和碱性介质中呈高聚合物电解质的特征，对盐类电解质敏感，与高价金属离子能交联成不溶性的凝胶体,由于其分子链极性 基团，它能通过吸附污水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物www.hjbuye.cn。所以，它可加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的加快溶 液澄清，促进过滤等效果。阳离子型、阴离子型、非离子型等品种齐全，可以满足各方面需要。水溶性好，在冷水中也能完全溶解。添加少量本系列产品，即可得到 极大的絮凝效果。一般只需添加0.01-10 m,即可充分发挥作用。本系列产品和无机絮凝剂同时使用，可显示出更大的效果。

二、产品特性

1）絮凝性：PAM能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。

2）粘合性：能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。

3）降阻性：PAM能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50-80%。

4）增稠性：PAM在中性和酸性条件下均有增稠作用，当PH值在10 以上PAM易水解，呈半网状结构时，增稠将更明显。

三、PAM的作用原理简介：

1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度，浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能速动电位降低而凝聚。

2）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。

3）表面吸附：PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。

4）网捕作用:PAM分子链与分散相通过各种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状，从而起网捕作用。

四、PAM使用方法：

聚丙烯酰胺是经过溶解、添加和混合的各个过程而进行使用的,

由于使用的品种型号和使用量是根据处理目的而有所不同的。因此必须要预先进行预备试验,以掌握最适当的品种型号及其使用量。配制产品水溶液时应在搪瓷、镀锌、铝制或塑料桶内进行,

不可在铁制容器内配制或贮存。

1) 溶解方法

使用前先将固体溶解成0.1∽0.5%的浓度，以便迅速发挥效力,在溶解的时侯，一边搅拌溶解槽中的水, 一边严加注意地加入固体,

使之均匀分散在水中, 不要让它形成疙瘩。

由于长时间进行强烈搅拌的话, 将会使其性能降低, 故而推荐搅拌机以每分钟20~200转左右的转速进行溶解。

因为如果溶解液长时间放置, 其性能将会视水质的情况而逐渐降低, 所以在水溶液调制好之后, 请在三天内加以使用。

2) 溶解液的添加

通常是添加约0.1%的水溶液, 但在悬浊液的高浓度和高粘度的场合, 建议将水溶液进一步稀释成为约0.01%, 则将容易混合而发挥充分的效果。

在对悬浊液添加了絮凝剂水溶液之后, 如果长时间激烈地进行搅拌，将会破坏已经形成的絮凝物, 因此, 请在即将要进行絮凝处理之前才添加配好的水溶液。

五、PAM产品分类：

、非离子聚丙烯酰胺：

非离子聚丙烯酰胺系列产品是经过特殊的工艺合成的、具有高分子量的低离子度的线性高聚物。由于其具有特殊的基团,

便 赋予它具有絮凝、分散、增稠、粘结、成膜、凝胶、稳定胶体的作用。非离子聚丙烯酰胺按分子量的大小可分为超高相对分子量聚丙烯酰胺、高相对分子量聚丙烯酰 胺、中相对分子量聚丙烯酰胺和低相对分子量聚丙烯酰胺。超高相对分子量聚丙烯酰胺主要用于油田的三次采油，高相对分子量聚丙烯酰胺主要用做絮凝剂，中相对 分子量聚丙烯酰胺主要用做纸张的干强剂，低相对分子量聚丙烯酰胺主要用做分散剂。

1）技术指标：

外观: 白色颗粒或粉末

分子量: 数十至2000万

2）用途：

1.采矿工业中, 通常使用大量的水, 最后常须回收水中有用固体物, 并将废水净化回收使用。应用非离子聚丙烯酰胺絮凝剂, 可促进固体的下沉,

液体的澄清和泥饼的脱水, 从而可提高生产效率, 减少尾矿流失和水的消耗, 降低设备投资和加工成本, 并免除环境污染。例如: 钼的沥滤,

黄金的沉淀、分离, 铀矿的回收

2.在洗煤过程中,

煤粉及煤泥的沉淀和过滤是主要的经济问题和污染控制问题。非离子聚丙烯酰胺系列产品可以减少泥土着色、管路堵塞、泵的维修以及河水污染, 提高生产能力,

回收煤粉和提高过滤速率, 还可以使水彻底澄清

3.在电解精炼工艺中, 可使金属沉淀匀化, 使镀层更加光亮, 提高电流效率

4.在无机纤维泥浆中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善,使石棉板坯料的强度提高在绝缘板中,

可提高添加剂和纤维的结合能力

5.可作保鲜膜和农用薄膜的添加剂

6.非离子聚丙烯酰胺的复合材料可作矿床、池塘、水坝、地基的灌浆材料

7.在土壤改良中可以增强土壤团粒结构的坚固性, 增加土壤的含水量及土壤结构的承载负荷

8.聚丙烯酰胺凝胶可用来分离保持生物活性的物质, 药物的控制释放和酶的包埋、蛋白质电泳、电池的凝胶电解液。

9.用于污水处理，当污水呈酸性时，本产品有特效，也可与聚铝、聚合硫酸铁等配合使用。

3）注意事项：

1.离子型PAM是通过其高分子的长链把污水中的许多细小颗粒或油珠吸附后缠在一起而形成架桥。它是一种絮凝能力非常强的絮凝剂

，它的絮凝速度比阴离子型PAM快。在油田含油污水处理时，通常与铝盐配合使用。

2.使用前要通过实验确定其最佳用量，用量过低，不起作用，用量过高，反而起反作用。这是因为超过一定浓度，PAM不但不起絮凝作用，反而起分散稳定作用。

3.加药时应使用较低的浓度，以保证混合均匀。

、阳离子聚丙烯酰胺

阳离子聚丙烯酰胺是线型高分子化合物,由于它具有多种活泼的基团, 可与许多物质亲和、吸附形成氢键。主要是絮凝带负电荷的胶体,

具有除浊、脱色、吸附、粘合等功能, 适用于染色、造纸、食品、建筑、冶金、选矿、煤粉、油田、水产加工与发酵等行业有机胶体含量较高的废水处理,

特别适用于城市污水、城市污泥、造纸污泥及其它工业污泥的脱水处理。

1）技术指标：

外观：白色颗粒或粉末；

分子量：300-1500万

阳离子度：3%--100%

2）用途：

1、 作为絮凝剂，主要应用于工业上的固液分离过程，包括沉降、澄清、浓缩及污泥脱水等工艺，应用的主要行业有：城市污水处理、造纸工业、食品加工业、石化工 业、冶金工业、选矿工业、染色工业和制糖工业及各种工业的废水处理。用在城市污水及肉类、禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水上，通过其所 含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子优异的架桥凝聚功能，促使胶体颗粒聚集成大块絮状物，从其悬浮液中分离出来。www.hjbuye.cn效果明显，投加 量少。

2、在造纸工业中可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂，能极大的提高成纸质量，节约成本，提高造纸厂的生产能力。

可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用以达到增强纸张的物理强度, 减少纤维或填料的流失,加快滤水, 起增强、助留、助滤作用,

还可以用于白水的处理, 同时，在脱墨过程中能起明显的絮凝效果。

3、纤维泥浆中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善,使石棉板坯料的强度提高在绝缘板中, 可提高添加剂和纤维的结合能力。

4、在采矿、选煤行业中可作矿山废水、洗煤废水的澄清剂。

5、可用于染色废水、皮革废水、含油废水的处理, 使之除浊、脱色, 以达到排放标准。

6、在磷酸提纯中, 有助于湿法磷酸工艺中石膏的分离。

7、用于以江河水源的自来水厂的水处理絮凝剂。用量少、效果好、成本低。特别是和无机絮凝剂复配使用效果更好。它将成为沿长江、黄河及其他河流流域的自来水厂的高效絮凝剂。

3）、注意事项：

配制与贮存水溶液时应在搪瓷、镀锌、或塑料桶内进行，不可与铁制品接触；

溶解时应将产品均匀地、慢慢地加入带搅拌和加热措施的溶解器中，应避免结大团块和长时间剧烈的机械剪切。

、阴离子聚丙烯酰胺

阴离子型聚丙烯酰胺系列产品是高聚合度合成的水溶性线型高分子聚合物。以无粉尘和自由流动的微颗粒状态或胶状供应, 完全溶于水中,

并由于它的微颗粒形式, 能快速溶解。不同类型的聚丙烯酰胺具有不同的活性基团, 能使不同的悬浮粒子絮凝, 便于过滤,

分离。该系列产品几乎不溶于任何有机溶剂,大量溶于水。

在许多行业中被广泛应用作絮凝、增稠、粘结、阻垢、稳定胶体、减阻、成膜、凝胶及生物材料等。

1）技术指标：

外观：白色颗粒或粉末

分子量: 500至2500万

2）用途：

1、油田的勘探开发, 地质、水利、煤炭的勘探中。用作钻井泥浆材料的添加剂,可以减少钻头的摩阻, 延长钻头的使用寿命, 提高钻速和进尺,

减少换钻时的堵塞, 防井塌效果明显, 此外, 还应用于稠化水驱油, 压裂液和选择性堵水, 对提高采油率有显著的效果

2、用于饮用水的净化, 河水的净化, 城市污泥、城市生活废水和工业废水的处理

3、造纸行业中作烧碱液的澄清, 纤维分散剂, 可改善打浆度, 填料助留剂,纸张增强剂, 可用于提高滤水率和白水回收

4、应用于纺织、地毡工业的上浆, 水泥速凝, 合成树脂的涂料。 感光性聚合物、粘合剂、分散剂, 以及农业上的土壤凝胶, 泥浆稳定剂,

土壤改良剂

5、制糖行业中作糖汁澄清剂

6、可作为水产饲料添加剂以及粘结剂

7、炼油厂水处理场处理油的回收。

如何生产亚磷酸钠

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在化学镍电镀中，为了更好的电镀效果，通常会添加低价磷酸盐。因此在这类废水中含有大量的次磷镍，包括次亚磷以及化学镍，电镀废水对总磷的排放标准要求达到GB21900-2008《电镀污染物排放标准》表三——0.5mg/L.本文介绍一种去除次磷、亚磷的方法，可以稳定达标在表三标准，只需添加加药装置即可，工艺简单。

1.次磷废水：为次磷和镍以化学形式络合的废水，因而也被称为化学镍废水，是指在电镀化学镍时产生的清洗水或者槽液。在电镀液中存在次磷酸钠作为还原，向镍原子提供电子。因此化学镍废水中的磷多为次磷酸钠，其浓度范围在100mg/L-1000mg/L之间变化。

2. 次磷废水除磷传统办法一

3. 次磷镍废水除磷方法，传统工艺一般为两种，第一种是直接加石灰进行处理，通过把pH调到碱性进行沉淀，这种办法污泥多，效果差。从原理上来讲，次磷酸与钙的结合能力差，无法生成溶解度低的物质，因此这种方法治标不治本

4. 次磷废水除磷传统办法二

5. 第二种是先通过芬顿氧化技术把次磷氧化为正磷，而后再加入石灰或者聚合硫酸铁进行沉淀，这种办法比直接投加石灰处理效果要好，但是芬顿氧化技术仍然无法把磷彻底氧化为正磷，因此处理的极限是10mg/L左右，0.5mg/L的标准仍然无法达到。

6. 次磷废水除磷传统办法三

7. 次磷镍废水除磷剂P3，又称为化学镍废水除磷剂，采用所谓的均相共沉淀技术，本质就是铁盐或者铝盐此类的无极盐，只能除正磷，无法去除次磷

8. 要使次磷有效去除，氧化法是必经之路，传统的芬顿法污泥太多，推荐采用弱水无极催化氧化法。

9. 次磷去除剂可以直接加干粉，将除磷絮凝剂溶解成0.1%的溶液。准备27%双氧水。

10.弱水无极 次磷处理剂 的用量为磷的10-15倍。比如，废水含磷100ppm，每吨水用量为1-1.5kg（固体）。双氧水用量为磷的10-12倍；除磷絮凝剂用量为10g/吨水。

11.取500ml废水，调PH=2.5-3.5，根据磷含量加入去除剂，再加入双氧水，搅拌30分钟。调PH=4.5-5.5，再加入2滴 弱水无极 除磷絮凝剂，慢速搅拌3分钟

12.沉淀半小时。取清液过滤测磷。次磷可做到0.1mg/L以下，远远低于表三标准。

◆注意事项：次磷废水：次磷镍废水或化学镍废水，里面含有大量的次亚磷 次亚磷去除剂的原理是采用氧化和沉淀依次进行的原则，沉淀法无法将次磷、亚磷去除，必须要经过氧化的步骤，而所谓的均相共沉淀法本质就是普通的沉淀法，是无法将次亚磷有效去除达到国家标准的

次磷酸钠生产工艺 2. 1 　二步法 二步法又称复分解法,即黄磷在惰性气 Ξ 收稿日期:1999 - 06 - 11 1999 年第5 期 天　津　化　工 11 　 体存在下与碱土金属氢氧化物(或与碱土金 属氢氧化物及少量碱金属氢氧化物) 进行反 应生成碱金属次磷酸盐,然后使之与碳酸钠 进行复分解反应,生成次磷酸钠溶液与碳酸 钙沉淀。过滤除去碳酸钙,滤液经浓缩、结 晶、离心、干燥后,即得产品。该法最早用于 次磷酸钠工业化生产,但由于工艺路线比较 长,单元操作多,设备投资大,产品收率也不 如后开发的一步法高,现在已基本上为一步 法所取代。 2. 2 　一步法 一步法是指用黄磷与以下反应物之一 进行反应而直接制得次磷酸钠的方法: (1) NaOH(2) 碱土金属氢氧化物和NaOH的混合 物(以NaOH为主) (3) 碱土金属氢氧化物与 Na 2 CO 3 的混合物。反应后过滤除去滤渣, 滤液经浓缩、结晶、离心、干燥后即得成品。 一步法与二步法相比,不仅减少了工序,而 且也提高了初始的次磷酸钠浓度,减少了浓 缩工序蒸汽的消耗,从而降低了产品的成 本。一步法已成为目前工业生产次磷酸钠 的主要方法。 2. 3 　其他方法 2. 3. 1 　三卤化磷水解 [ 3 ,4] 由三卤化磷水解生成次磷酸,再与氢氧 化钠反应生成次磷酸钠。此法生产原料较 贵,且废弃物(如卤化氢气体) 若无适当用 途,处理起来也较麻烦。但该法生产工艺简 单,产品中微量元素杂质较少,可满足某些 特殊行业对高质量次磷酸钠的要求。因而, 也有一定的工业应用价值。 2. 3. 2 　磷高温反应制备次磷酸钠 [ 5] 磷在高温下直接与氧反应,生成亚磷或 次磷酸酐,水解获得相应的酸,分离后与氢 氧化钠反应生成次磷酸钠、亚磷酸钠。该法 生产效率高,总磷收率也高。但所获得的是 混合物,分离工序较为复杂,因而一般较少 采用。 2. 3. 3 　利用 PH 3 制备次磷酸钠 [ 6] 二步法与一步法都产生 PH 3 废气。该 气体有毒,遇空气即燃烧,十分危险,通常处 理方法是燃烧后用水吸收制成稀磷酸。更 好的方法是将 PH 3 与过氧化物( 如 H 2 O 2 ) 、 NaClO、或卤素(如 I 2 、Br 2 等) 进行反应,严格 控制反应进程使其氧化成次磷酸,然后再与 碱反应生成次磷酸钠。该法有两大优点:一 是废物利用,二是产品质量高,基本不含微 量元素杂质,可以满足某些高技术行业的特 殊需求,作为一步法的综合利用,受到生产 厂家重视。 3 　次磷酸纳生产研究发展趋势 311 　提高产品质量、满足不同行业需求 国内只有少数几个厂家生产次磷酸钠, 产品一般供出口,生产量由于受出口影响不 够稳定。国内对次磷酸钠的应用开发尚处 起步阶段,需求量较少,因而对产品质量要 求也相对较低。下表给出国内标准与国外 某些厂商要求的比较。 表1 　次磷酸钠标准对比 指标 国外 一级品 国内 优等品 国内 一级品 次磷酸钠( %) 103 - 105 99. 0 98. 0 亚磷酸钠( %) 0. 2 1. 2 1. 5 Ca( %) 0. 02 ≤1. 2 ≤1. 5 SO 2 - 4 ( %) 0. 001 ≤0. 1 Fe( %) 0. 0002 ≤0. 002 Cl ( %) 0. 0001 As( %) 0. 0002 Pb( %) 0. 0002 Si ( %) 0. 0001 PO4 3 - ( %) 0. 001 pH值 5. 5～8. 5 5. 5～8. 5 5. 5～8. 5 从表中可以看出,国外由于应用领域不 同,对杂质指标要求很严。因而国内企业也 必须顺应市场要求,下大力气提高产品质 量,使之满足不同用途的需求。下面简述主 要杂质处理工艺。 3. 1. 1 　HPO 3 2 - 去除 [ 7] 12 　 天　津　化　工 1999 年10 月 ①选择合适的反应催化剂和副反应抑 制剂, 尽可能减少副反应发生, 从而减少 HPO 3 2 - 在系统中的总量,减少亚磷酸盐的 除杂难度。 ②利用钙化合物与亚磷酸盐形成亚磷 酸钙沉淀,去除亚磷酸盐。应用此法,要注 意钙化合物的选择并严格控制添加量,以防 形成新的污染。 ③选择能富集亚磷酸盐或能与亚磷酸 盐共沉淀的络合物或螯合物,以去除亚磷酸 盐。注意选择不产生二次污染的络合物或 螯合物。 ④利用次磷酸钠与亚磷酸盐结晶的不 同特性,以及次磷酸钠和亚磷酸盐在水中溶 解度的差异,在结晶、离心、干燥等不同工序 进行综合调控,可使产品中亚磷酸盐含量小 于0. 1 %。该法不用加处理剂,但对系统操 作、控制要求很高,一般工厂很难达到。 ⑤利用反应副产物(其中含有多余的钙 离子) 处理次磷酸钠溶液去除亚磷酸盐。以 废去杂,不增加系统负担,没有二次污染的 危险。 3. 1. 2 　Ca 2 + 去除 ①用 H 3 PO 4 调节次磷酸钠溶液的 pH 值,使之与钙离子生成磷酸钙沉淀。此法处 理可以达到较理想的结果,钙离子去除率可 达9916 %,溶液含钙量为0101 g/ L 。问题是 带入了 PO 4 3 - 的污染,而很多用户对 PO 4 3 - 的含量有严格的要求。 ②用离子交换树脂处理溶液中的钙离 子,可以得到含钙量为010055 %的溶液。此 法设备投资较大,树脂再生也较麻烦。 ③往次磷酸钠溶液里通入二氧化碳气 体,使之与钙离子形成碳酸钙沉淀。此法对 以Ca(OH) 2 形式存在的钙离子简单、有效、不 会产生二次污染。但若系统中钙离子以 Ca (H 2 PO 2 ) 2 、CaHPO 3 等形式存在则无法去除。 ④用 H 3 PO 3 (可由次磷酸钠生产的废弃 物进一步加工而得) 调节次磷酸钠溶液的 pH值,使钙离子与 H 3 PO 3 生成CaHPO 3 沉淀 而去除,此法也能达到较理想的效果。 ⑤H 3 PO 3 和离子交换树脂联用。先用 H 3 PO 3 除去大部分钙离子再用离子交换树 脂去除微量的钙离子,这样可充分发挥两种 不同方法的优点,能产生钙离子的次磷酸钠 产品。 3. 1. 3 　SO 4 2 - 去除 SO 4 2 - 由反应原料带入系统,因此,选择 适当的原料是最简单的办法。一旦系统中 出现 SO 4 2 - 时通常的办法是加钡盐,使之与 SO 4 2 - 生成硫酸钡沉淀而去除。但由于钡盐 的溶解度都相对较小,因而钡盐的选择、加 入量、加入方式、加入时间以及pH值等因素 都要统筹考虑,合理设计,以期达到最佳的 除SO 4 2 - 效果。 3. 1. 4 　Cl - 去除 Cl - 也是由反应原料带入系统的,相对 于SO 4 2 - 来说,对原料 Cl - 含量要求应更严 格控制,因为 Cl - 一旦进入系统后,尚没有 合适的、经济上可行的化学方法能将之去 除。若用离子交换树脂法,则需要增加一道 工序,从而增大了设备投资及产品成本。 由于次磷酸钠溶液里 Cl - 含量在 0. 01 %～1 %之间,去除Cl - 通常选用离子交 换树脂法,这里要注意树脂的选择性,可再 生性、价格等相关指标,以尽可能降低去除 Cl - 的成本。 3. 1. 5 　Fe去除 原始 Fe 是由反应原料带入系统的,在 强碱性介质里, 绝大部分 Fe 都会变成 Fe(OH) 3 ,沉淀而去除。因而反应结束时滤 液里基本不含 Fe 成分,故一般不用考虑专 门除 Fe工艺。但对处理次磷酸钠溶液各工 序所用的管道、设备、器具等必须合理设计、 选材,以防带入新的 Fe 污染或适当控制不 使Fe污染超标。一旦 Fe 超标,简单的办法 是提高次磷酸钠溶液的pH值,待 Fe沉淀完 1999 年第5 期 天　津　化　工 13 　 全后、再进入下一工序。次磷酸钠除 Fe 的 方法还有一些论述,但据笔者的经验,上述 方法简便易行。 3. 1. 6 　As、Pb 及重金属去除 [ 9] ①As、Pb 等重金属是由原料带入系统 的,应尽可能选择重金属含量少的原料,以 减少重金属处理的难度。 ②用Na 2 S和As、Pb 等生成难溶性的盐 类,以去除As、Pb 等重金属,此法虽简单,但 去除效率不够高。 ③用 H 2 S处理As、Pb 等重金属,与之生 成难溶性的盐类,以去除As、Pb 等重金属, 此法较Na 2 S效果要好,但 H 2 S要现场发生, 既增加设备,也容易产生空气污染,使现场 操作环境变得恶劣。 ④使用聚砜类化合物与As、Pb 等重金 属生成难溶性的盐类沉淀,以去除As、Pb 等 重金属。此法应注意聚砜类物质的加入量 及加入方法,以防产生二次污染。 ⑤选择适当的络合物、螯合物使之与 As、Pb 等形成络合沉淀,从而达到去除的目 的。此法要注意的是:所选的络合物或螯合 物应不易产生二次污染,适应性广,能和较 多的重金属进行络合,效率应尽可能的高。 ⑥不同的重金属最佳去除条件(如加入 量、加入速度、温度、浓度、pH 值、有无搅拌 等) 是不同的。要根据各种重金属在次磷酸 钠溶液中的分布情况,确定处理的重点,设 计最佳的处理方案,以期达到最佳的去除效 果。 3. 2 　提高产品转化率,降低生产成本 在次磷酸钠一步法生产中,黄磷为主要 原料。主要反应式为: P 4 + 3OH - + 3H 2 O 3H 2 PO 2 - + PH 3 据此,1t 黄磷理论上可以生产2156 t 次 磷酸纳,但实际上,一般生产定额都在 1. 4 t ,仅为黄磷理论转化率的5417 %,相当数量 的黄磷转化成了副产物。因而,如何提高黄 磷的转化率,有许多工作要做。目前的工作 主要集中在以下几个方面: ①提高碱液浓度,改善其悬浮物稳定 性,提高反应稳定性,进而提高反应转化率②添加活化剂,提高反应速率③添加抑制剂,控制副反应生成④调节各反应物的物质的量比,提高主 反应速率⑤调节系统含氧量, 使之有利于主反 应⑥系统的最优化, 如温度、反应时间、 pH值、反应浓度、加料速度等⑦优化滤饼洗涤工艺,减少产品损失⑧优化结晶、重结晶工艺操作,减少产 品损失。 通过以上改进,目前见诸报道的最高转 化率为62 %,相当于1. 59 t 产品/ t 黄磷而 笔者参与设计的流程转化率已接近60 %。 3. 3 　废弃物综合利用 次磷酸钠一步法工艺中,除生成次磷酸 钠外,主要副产物有 PH 3 和 CaHPO 3 ,国外由 于环保要求高,副产物综合利用进行的十分 完善,有一套完整的处理工艺,基本上可以 作到无废弃物排放。国内的次磷酸钠工业 生产起步较晚,少数厂家刚开始副产物综合 利用的研究工作,有必要进一步加快综合利 用的步伐,以提高次磷酸钠生产的综合效 益。 3. 3. 1 　PH 3 的综合利用 ①合成 H 3 PO 2 :由 H 3 PO 2 (作为一种强还 原性酸,其用途甚至超过次磷酸钠、十分广 泛。) 合成一系列非常有价值的产品。 ②合成次磷酸盐及其衍生物。 3. 3. 2 　CaHPO 3 综合利用 [ 10] ①合成 H 3 PO 3 : 这也是一种非常有价值 的无机酸,其用途十分广泛。

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