三聚磷酸钠的技术指标及应用

[db:作者] / 2023-01-11 00:00

三聚磷酸钠(STPP)

[结构式]

[物化性质]三聚磷酸钠又名磷酸五钠、三磷酸钠、五钠、焦偏磷酸钠，分子式Na5P3O10。为白色粉末，熔点622℃。易溶于水，在水中逐渐水解生成正磷酸盐，呈碱性，1%水溶液的pH值为9.7。能与钙、镁、铁等金属离子络合，生成可溶性络合物。

[制备方法]

(1)热法磷酸法

将磷酸(50%～60%)溶液经计量后放入不锈钢的中和槽内，升温并开动搅拌机，在搅拌下缓慢加入纯碱进行中和反应，中和槽内维持磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的比例为2：1。中和后的混合液经高位槽进入喷雾干燥塔进行干燥，经干燥后的正磷酸盐干料由塔底排出，送到回转聚合炉，被炉气带走的少部分干料由旋风除尘器加以回收。正磷酸盐干料在聚合炉中于350～450℃下进行聚合反应，生成三聚磷酸钠，经冷却、粉碎后，制得三聚磷酸钠成品。

反应方程式如下：

(2)湿法磷酸法

将磷矿粉与硫酸反应制得萃取磷酸，用纯碱先在脱氟罐中除去其中的氟硅酸，再在脱硫罐中用碳酸钡除去硫酸根，以降低磷酸中的硫酸钠含量。然后用纯碱进行中和。经过滤除去大量的铁、铝等杂质，再经精调，过滤，将所得的含一定比例的磷酸氢二钠和磷酸二氢钠溶液在蒸发器中浓缩到符合喷料聚合的要求。把料浆喷入回转聚合炉中，经热风喷粉干燥和聚合。再经冷却、粉碎、过筛后，制得三聚磷酸钠成品。

(3)烧碱替代纯碱

将磷酸加入中和槽，再加入烧碱中和，配制成中和度(氧化钠与五氧化二磷的摩尔比)为1.667的母液，再用高压泵送入聚合炉中干燥、聚合，反经冷却、破碎、筛分即得产品。中和反应方程式如下：

5NaOH+4H4PO4+nH2O→2Na2HPO4+NaH2PO4+(n+5)H2O

[技术指标]GB/T9983-2004工业三聚磷酸钠

[应用]三聚磷酸钠是一种性能优秀的无机助洗剂，具有良好的综合、分散、乳化、增溶、抗再沉积、pH缓冲及对表面活性剂的协同增效作用，被广泛应用于轻工、日化、食品加工等各个领域，特别是民用洗衣粉、餐具洗洁精、金属清洗剂的生产配方中，更是少不了三聚磷酸钠这一重要成分。

聚磷酸盐是使用最早、最广泛、最经济的冷却水缓蚀剂之一，除了作为缓蚀剂用外，还可作为阻垢剂使用。单独使用时，使用浓度在pH6.0～7.0时为20～40mg/L，在pH7.5～8.5时为10～20mg/L，浓度低于10mg/L会加大腐蚀速度。为了提高缓蚀效果和降低三聚磷酸钠的用量，通常与锌盐、钼酸盐、有机膦酸盐等缓蚀剂配合使用，磷系配方要求冷却水中应有一定浓度的钙离子。从缓蚀角度考虑不宜小于30mg/L(以CaCO3计)，从阻垢角度考虑不宜大于200mg/L(以CaCO3计)，水中溶解氧要求在2mg/L以上。对敞开式循环冷却水系统，水中溶解氧已达到饱和状态，可以满足这一要求。

三聚磷酸钠对水的流速有一定的要求，流速很低则腐蚀速度升高。流速至少要达到0.3～0.5m/s，最好达到1m/s。三聚磷酸钠适用于50℃以下的水温。在水中停留时间不宜太长，应小于100h。否则，三聚磷酸钠水解生成正磷酸钠，会增加产生磷酸盐垢倾向。

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