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湿法磷酸阻垢剂运用原理

2025-06-13

湿法磷酸阻垢剂运用原理

  湿法磷酸阻垢剂是用于防止湿法磷酸生产过程中设备结垢的化学药剂,其运用原理主要基于以下几个方面:

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  1.络合增溶作用


  阻垢剂分子中的功能基团(如磷酸基、羧基等)能够与水中的钙、镁等成垢离子(如Ca²⁺、Mg²⁺)形成稳定的可溶性螯合物或络合物。


  这些络合物将成垢离子“包裹”起来,阻止其与磷酸根离子(PO₄³⁻)或其他阴离子结合生成难溶的盐类(如磷酸钙、硫酸钙等),从而减少垢层的形成。


  通过络合作用,阻垢剂可以显著提高成垢离子的溶解度,使其在溶液中保持稳定,不易沉积。


  2.晶格畸变作用


  当阻垢剂吸附在成垢物质(如碳酸钙、磷酸钙)的微晶表面时,会干扰晶体的正常生长过程。


  阻垢剂分子会嵌入晶格中,导致晶格发生畸变,使晶体无法按照正常的几何形状生长,形成不规则的、松散的软垢。


  这种畸变的晶体在流体中容易被冲刷掉,不会附着在设备表面形成硬垢。


  3.分散作用


  阻垢剂分子在水中电离后,会形成带负电的胶体粒子,这些粒子能够吸附在微小的垢晶粒表面,使其表面带负电。


  由于同性电荷相斥,垢晶粒之间难以聚集长大,从而保持分散状态,不易沉积在设备表面。


  分散作用还可以防止垢晶粒在设备表面附着,进一步减少垢层的形成。


  4.静电斥力作用


  阻垢剂分子吸附在垢晶粒表面后,会形成一层带负电的电荷层,使垢晶粒之间产生静电斥力。


  这种斥力阻止了垢晶粒的聚集和沉积,使其在溶液中保持悬浮状态,易于被流体带走。


  5.阈值效应


  阻垢剂在极低的浓度下(通常为ppm级别)就能发挥显著的阻垢效果,这种现象称为阈值效应。


  阻垢剂分子通过与成垢离子的微弱相互作用,能够干扰垢层的形成过程,即使阻垢剂的浓度远低于成垢离子的浓度,也能有效阻止垢层的生成。


  6.缓蚀作用(间接)


  虽然阻垢剂的主要功能是阻垢,但某些阻垢剂还具有一定的缓蚀作用。


  阻垢剂分子可以在金属表面形成一层保护膜,阻止腐蚀性介质(如酸、氧等)与金属接触,从而减缓设备的腐蚀速度。


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