聚磷酸盐ppt课件

第二步控制中和度：
在生产过程中，中和度若控制不当， 产品中三聚磷酸钠的含量则下降，而焦 磷酸钠或偏磷酸钠的含量则会上升。
中和度控制在66.67％时（或钠 磷比为1.67），产物全部是三聚磷酸 钠和水。
第三步是将正磷酸钠盐液，混合物干 燥脱水，缩聚成三聚磷酸钠。
采用浓缩、喷雾干燥进行脱水， 控制反应温度在400±200C进行转化。
第六章、聚磷酸盐
一、聚磷酸盐的分类和结构 二、聚磷酸盐的重要化学性质 三、焦磷酸盐 四、三聚磷酸钠
磷酸盐可以广义地认为是含有磷
氧四面体（PO4）组成的化合物，而 聚磷酸盐是由两个或两个以上的PO4 四面体通过共用氧原子而相互结合的
磷酸盐。
一、聚磷酸盐的分类和结构 根据磷氧四面体结合的方式不同，
聚磷酸盐可以分为三类。 1、线型聚磷酸盐 2、偏磷酸盐 3、超磷酸盐
焦磷酸钠是由Na2HPO4在350～ 400 0C脱水聚合制得。
2 Na2HPO4
Na4P2O7 + H2O
3、生产方法 工业上，利用磷酸氢二钠水溶液
经干燥形成无水磷酸氢二钠，然后脱 水聚合制得焦磷酸钠。
这两个化学反应过程若在两个设
备中进行，其工艺成为干燥聚合两步 法；也可以在一个设备中进行，成为 干燥聚合一步法。
2、吸湿性
无水Na5P3O10具有吸湿性，容易 吸收水气形成六水合物。Na5P3O10 的吸湿性实质是Na5P3O10在湿空气中 的水合作用。
3、水解稳定性 在室温下三聚磷酸钠具有较高的水
解稳定性。但由于加热、加酸、加碱、 促进了水解，其中三聚磷酸钠含量就会 越来越少。
影响水解的因素有： 溶液的pH值；随着pH值减小，水解 速率增大。
温度；温度升高，水解加快。
4、络合性 三聚磷酸钠易与溶解在水中的
钙、镁、铁等金属阳离子生成一种可 溶性的络合物，并保持惰性，使水质 软化。是一个消除水中有害金属离子 存在的简便方法。
100克五钠络合钙、镁、铁离子克数：
Ca
Fe
Mg
13.4
0.184
6.4
5、缓冲作用 聚磷酸盐具有强烈的缓冲作用，
（1）由磷酸氢（CaHPO4·2H2O） 加热脱水聚合制得焦磷酸钙：
（2）用可溶性钙盐（如CaCl2） 与Na4P2O7进行复分解反应制得焦磷 酸钙。
四、三聚磷酸钠
1、结构和性质 2、制备原理 3、生产工艺 4、主要设备 5、质量标准
1、结构和性质 三聚磷酸钠属链状聚磷酸盐，分子式 为Na5P3O10（STP），名为三磷酸五 钠。简称为磷酸五钠或五钠。
五氧化二磷，％ ≧ 57.0 56.5 55.0
三聚磷酸钠，％≧
95 90 85
水不溶物，％≦
0.10 0.10 0.15
铁（Fe），％≦
0.007 0.015 0.030
pH值（1％溶液）
9.2～10.0
白度％≧
90
80 70
颗粒度：大于1.00mm试验筛
筛余量，％≦
5.0
7、外观与吸附 三聚磷酸钠的外观一般呈白色粉
末状，但近年来颗粒状的三聚磷酸钠 在国外有增长的趋势。
2、制备原理
以磷酸、纯碱为原料，生产过程可以分 为三个阶段：
第一步以磷酸与纯碱的中和反应，制取
磷酸钠盐的混合溶液：
3H3PO4＋1/4Na2CO3＋nH2O 2Na2HPO4 + NaH2PO4 +（n+ 1/4）H2O + CO2↑
由于三聚磷酸钠对表面活性剂有
良好的络合作用，大大增强了洗涤剂 的效果；对金属离子尤其是钙、镁离 子等，有很好的络合作用，能大大消 除水的硬度；对泥土、油污等，有悬 浮、分解、胶溶和乳化作用；在pH 为4.3～14范围内有很强的缓冲作用。 这些都使三聚磷酸钠得到极广泛的应 用。
结构：（STP）属于线性聚磷酸盐。
4、主要设备 三聚磷酸钠的生产设备较多，除
湿法磷酸、热法磷酸的生产设备系统 外，有化碱槽、中和槽、压滤机、浓 缩器以及干燥聚合炉、冷却器、除尘 器等等。在这些设备中，大多是常用 设备。仅干燥聚合炉显得特殊和较为 重要。
5、质量标准
三聚磷酸钠国家标准：GB9983—88
指标名称
指标
优级 一级 二级
3、生产工艺 聚磷酸钠盐的生产常采用二种工
艺，即用热法磷酸与纯碱中和，称为 热法磷酸工艺；采用湿法磷酸与纯碱 中和，称为湿法工艺。
热法磷酸二步法生产三聚磷酸钠流程：
磷酸
碳酸钠
中和
喷雾干燥
聚合
尾气处理
成品包装
筛分
破碎
湿ຫໍສະໝຸດ Baidu磷酸生产三聚磷酸钠 生产系统包括湿法磷酸生产及其
净化系统，磷酸和纯碱中和系统、浓 缩系统，干燥聚合系统、尾气回收排 放系统。其工艺有湿法磷酸及其净化、 脱氟、脱硫、脱色、中和、浓缩以及 干燥分子脱水聚合等。
4、用途 焦磷酸钠盐主要用于无氰电镀的
络合剂、羊毛脱脂剂、水处理剂、合 成洗涤和漂白的助剂，以及陶土、染 料、油墨和钻井泥浆的分散剂。
由于焦磷酸钠盐具有良好的水溶 性，而P2O74-对碱金属和重金属离子 具有较强的络合作用。
例如，焦磷酸钠盐与钙、镁离子 形成可溶性络合物 ，可以作为软水 剂和洗涤助剂。
（二）焦磷酸钙 1、性质和用途 焦磷酸钙盐具有工业用途的是焦
磷酸钙（Ca2P2O7)和酸式焦磷酸钙 （Ca2H2P2O7）。由于焦磷酸钙在牙 膏中不与可溶性氟盐形成CaF2沉淀， 磨擦值适中，用作牙膏的摩擦剂。焦 磷酸二氢钙作为食品添加剂，主要用 于面包的发泡以及作为钙的营养源。
2、生产方法
生产焦磷酸钙的方法主要有两种。
用作洗涤剂的组份，可以使洗涤剂的 pH值，保持在最适宜的范围内（三 聚磷酸钠用作洗涤剂助剂是，可使溶 液的pH值保持在8～10，使溶液达到 最稳定）。
6、胶溶、乳化、分散作用 在大量的悬浮液中，多价阳离子
是引起凝聚的主要原因，但聚磷酸盐 与这些多价阳离子反应，使这些离子 大大地钝化。其次，被吸附于其他物 质的表面，形成一种吸附膜，会使物 质表面的物理化学性质改变。
1、线型聚磷酸盐 是由两个或两个以上的PO4四面体通
过共用氧原子形成的直链结构：
O
O
O
M+ -O—P—O——P—O— n—P—O- M+
O- M+ O- M+
O- M+
二、聚磷酸盐的重要化学性质
1、水解作用 2、络合作用 3、催化作用 4、胶溶作用
三、焦磷酸盐 （一）焦磷酸钠 （二）焦磷酸钙
2、制备原理
OO O
Na+ -O—P—O—P—O—P—O- Na+
Na+ O-
O- Na+ O- Na+
有无水物和六水合物：
无水物又有两种不同的构型：
Na5P3O10－Ⅰ型（α 型，高温型）； Na5P3O10－Ⅱ（β 型，低温型）。
性质：
1、溶解性 在室温时，三聚磷酸钠六水合物
的溶解度为13g Na5P3O10/100g溶液。 Na5P3O10－Ⅰ和Na5P3O10－Ⅱ比六水 合物更易溶于水。