硝酸铜防结块添加剂的应用研究

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式中：
/—过筛前试样质量（9:） /8—筛余量（9:） 7—试验用试样袋数 !"# 防结剂筛选试验
我们筛选了几种不同的防结剂。 实验时将一定浓度 的各种防结剂加入到硝酸铜结晶槽中， 充分搅拌混合均 匀。 用破碎压力法测定破碎压力。 部分实验数据如表 ! ：
@!A天津化工研究院等编 & 无机盐工业手册（第二版）上册
（ !$. ） @"AB+/C7DEF;G&*;E>+H;I8>JC:E7;!?## ， K," （.） @,A陈妙芳等 & 化肥工业， !??! ， K!! 科学技术文献出版社 @%A程传煊编 & 表面物理化学， 高等教育出版社 ! @.A南京大学物理化学教研室 & 物理化学，
!"" 概述
硝酸铜主要用在石油化工中作为催化剂。 正如许多 无机盐所表现的那样，硝酸铜因本身临界的湿度较低， 因而容易结块。 如果在贮存、 堆放过程中受压， 则结块将 十分严重。 解决无机盐晶体结块的问题早已引起国内外 的关注。 近年来， 随着现代测试技术的发展， 人们利用红 外、质谱、 # 射线衍射及电子显微镜对无机盐晶体结块 行为进行了大量研究， 提出了各种机理假说和防结块方 法， 主要有晶体架桥理论和毛细管粘附理论
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直接加入
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我们在加入防结剂的同时加强了对结晶过程的控 制， 使产品质量得到很大提高。
!"! 经济效益比较
未使用新型防结块添加剂之前， 我们生产出的产品 不到一个星期就发生结块现象， 无法销售， 必须重新加 工， 从而浪费大量的人力、 电及包装等。 使用新型添加剂 以后， 就杜绝了此类现象 ， 据测算， 每 吨 节 约 成 本 !"$$ 元， 我们年产硝酸铜 !.$> ， 年节约成本 !’ 万元， 取得了 良好的经济效益。
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晶粒间晶桥提供了饱和溶液， 导致晶体结块。 影响结块的因素有晶体本身的原因与外部原因。 就 晶体本身而言， 重要的是粒度、 晶型与粒度分布。 均匀整 齐的粒状晶体结块倾向最小， 即使结块也易破碎。若粒 度参差不齐， 大晶粒间充填小晶粒， 单位体积中接触点 增多， 结块倾向增大， 结块后也难破碎。长柱形结晶， 特 别是不整齐的长柱状结晶， 更容易挤在一起结块。从外 部因素而言， 有贮存环境下的大气湿度、 温度、 压力及贮 存时间等。 较高的湿度、 温度易使晶体结块， 受压会导致 严重结块， 贮存时间过长也会使结块严重。 工业上防止结块的方法有： （! ） 将干燥的晶体产品在温度很低的干燥空气中 包装， 贮存在不漏气的包装袋中， 并在贮存时防止受压。 （% ） 对结晶过程仔细控制， 使结晶有适宜的粒度与 较窄的粒度分布。 （’ ） 加防结块剂。防结块剂应有良好的化学稳定 性， 能保持原有产品质量， 使用方便。 若在结晶过程中加 入， 应对晶体生长速率及晶型无不良影响。防结块剂成 本要低， 加入量要少。
来自百度文库
从表 ! 所列试验数据可见; 我们所选用的防结剂 <4
! 效果显著。实验表明此添加剂浓度在 ,$$==/ 时就具
有较好的防结块性能。
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。虽然在
这一领域的研究已经取得了一定的进展， 但就目前水平 来说， 还是带有一定的经验性。 为解决无机盐结块问题， 有人提出改进其干燥工艺和设备。 但大多倾向于选择某 种合适的防结块添加剂。目前， 用于无机盐防结块剂的 主要有 ( 种： ! 表面活性剂型； " 非表面活性剂型； #惰 性型； $表面活性剂型和惰性型联合使用。我们根据原 料来源、 产品特点及生产工艺等对几种防结块剂进行了 筛选， 并结合我单位实际， 研制出一种新型的硝酸铜防 结块剂 )*! 型， 经过工业应用试验， 效果良好。
&%% 结语
由于此防结剂的加入，大大缓解了硝酸铜结块程 度，使硝酸铜产品在 , 个月以后其松散度仍达 ?$0 以 上， 从而为工厂节约了开支， 提高了经济效益。 近年来的 防结块技术的发展表明， 惰性型防结剂和表面活性型联 合使用可取得令人满意的效果。 我们将继续寻找一种联 合使用的方法， 彻底解决硝酸铜结块问题。 参考文献
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硝酸铜防结块添加剂的应用研究
李 刚 （安徽铜陵有色集团公司， %((... ）
摘要 关键词 工业无机盐的防结块问题早已为国内外所关注， 现多采用加入防结块添加剂的方法来解决。报导了一种新型防结块添加剂的研 防结块添加剂 硝酸铜
制和使用情况。生产实践证明， 此防结块添加剂对硝酸铜具有很好的防结块作用， 使用方便， 价格低廉。
%+" 晶体结块理论及工业防结块方法
关于晶体结块理论， 目前公认的有结晶理论与毛细 管吸附理论。 前者认为， 由于物理或化学原因， 使晶体表 面溶解并重结晶。于是， 晶粒之间在接触点上形成了固 体的联结， 即形成晶桥而呈现结块现象。每种水溶性物 质的结晶有所谓临界湿度， 空气湿度大于此临界值时晶 体将吸湿， 此后当空气中湿度降低时， 由吸湿而形成的 溶液将蒸发， 将在晶粒相互接触点上形成晶桥而粘接在 一起
表 ’%% 硝酸铜防结剂试验数据 添加剂名称 添加物质量（ (()） 平均抗压强度（ *+,） 空白 -%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%./01 十二烷基磺酸钠 $..%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%."2十二烷基苯磺酸钠 $--3%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%."24 %%%%%5— 4%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%$..%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%.64&
("" 试验
(-! 防结块效果的评估方法
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现在快速评估防结块效果的方法是破碎压力法。 具 体方法是将试样置于专用模具中， 在 !%&’(")*+ 的压力 下成型为 ! ,$-.$// 的圆柱体试块。试块置于湿度为
!"$%% 工业应用
此防结块剂在我厂应用效果如表 " ， 其中样品按通 常的双层包装， 每袋净重 ".9: 。
表 133 硝酸铜防结剂工业应用效果 添加方法 添加量 堆放 4 月 堆放 $ 月 （ (()） （平均松散度 7 ）（平均松散度 8 ） 无 19%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%9
’$0 的恒湿箱中快速结块 !( 小时，然后移至 (.1 的烘
箱干燥 ’ 小时。如此过程重复 , 次， 再于室温下放置 !( 小时后， 用 234!$ 型强度测定仪测定试块的破碎压力。 另一种常用方法是堆放法。 即将试样按产品包装要 求包装好， 按 !$ 袋一垛堆放， 经半月后进行摔包， 测定 松散度。 测定方法是将样品从 ! 米高度自由落到水泥地 面上， 正反面各落一次。 然后用孔径 %// 的标准筛以每 秒一次的频率， 行程为 %$5/ 筛分 ,$ 秒。 松散度 " 可表 示为：
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’"" 新型防结块添加剂的作用机理
由于防结块添加剂的化学结构各式各样， 表面结构 也很复杂， 再加上其它因素的影响， 使得固、 液表面上的 吸附机理很难搞清。 一般认为吸附方式可能有! 离子交 换吸附； " 离子对吸附； # 氢键形成 吸 附 ； $% 电 子 构 化吸附； 因为防结块 &色散力吸附； ’憎水作用吸附等。 添加剂品种繁多， 有显著的选择性， 对其作用机理一般 不甚清楚， 我们在长期实践基础上， 利用筛选法进行筛 选， 并结合理论分析、 比较研制出硝酸铜防结块添加剂 效果良好。 可能的机理是由于此添加剂具有良好的 &’!， 覆盖能力而破坏了晶体间晶桥的形成， 改变了晶体的表 面性质， 从而达到防结块的效果。
。甚至有些晶体产品往往在空气湿度低于它们
的湿度时就会潮解， 这通常是由于晶体含有杂质所引起 的。 有些晶体可能是由于表面上进行化学反应导致溶解 重结晶。 毛细管吸附理论认为， 由于细小晶粒间毛细管吸附 力的存在， 使毛细管弯月面上的饱和蒸汽压低于外部饱 和蒸汽压。这就使水蒸汽在晶粒间的扩散造成条件。为