2一膦酸丁烷一1，2，4一三羧酸的性能及其应用研究

南就化工学院应用化学糸 韩应琳 刁月民

用静态阻垢、旋转挂片失重实验研究了()对碳酸钙的阻垢性能以及对As碳钢的埋蚀性能等．应用试验证明，PBTCA是一种优异的阻垢缓蚀剂和金属离子螯合剂．适用于高温、高碱、高硬、高PH、高浓缩倍数的循环水处理，具有广阔的应用前景。

关键词： 冷却水处理剂

含磷有机缓蚀阻垢剂是工业上应用最广、最成功的一类水处理剂。随着现代工业的飞速发展和环境限制要求的提高，对水处理技术也提出了更高的要求。研究高效有机缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、xx灭藻荆、或兼具两种或多种功能的水处理剂一直是药剂研究开发的方向。膦羧酸和聚膦羧酸缓蚀阻垢剂即是当前国内外水处理剂研制开发的热点之一。本文报导我们对PBTCA的缓蚀阻垢性能及应用研究结果。

1 实验部分

按下列要求进行形成难溶有机膦酸钙实验，

1)配制2.0g／L氰化钙溶液。

2)配制0.1g/L有机膦溶液。

3)取10.O或20.Oml氯化钙溶液，3.O，5.0，10.0，20.0ml有机膦溶液，50ml去离子水，调节PH=9,在80℃振荡24小时．冷却后过滤，测定滤液中有机膦浓度。剩余率按下式计算：

=

C—— 实验前有机膦浓度

C1—— 实验后有机膦浓度；

C0—— 空白试验。

2 结果及讨论

2．1 形成难溶有机膦酸盐能力

普通有机膦酸盐在含钙水质中容易形成难溶于水的有机膦酸钙，在铁离子存在下容易生成难溶于水的有机膦酸铁．从而使有机膦酸的有效浓度降低，影响水处理效果。实验结果表明，不易形成难溶于水的有机膦酸盐沉积．因此．在使用过程中．其有效浓度远比，等有机膦酸盐高，更能充分有效地发挥其阻垢缓蚀功能。用剩余率(剩余有机膦浓度/起始有机膦浓度×100 )表示形成难溶有机膦酸盐的能力 剩余率越大，表明越不易形成难溶有机膦酸盐，药剂性能越好。结果，见表1。

表1 形成难溶有机磷酸盐实验结果

2．2 阻垢缓蚀性能

2．2．1 静态阻碳酸钙垢

用静态阻垢法测定了对碳酸钙的阻垢率，结果见表2。由表2可知，是一种优异的碳酸钙垢阻垢剂．其阻垢性能优于和。用量在1ppm 以下时，阻垢率随药剂浓度的增大而急剧上升。在2ppm以上时，阻垢率基本稳定在95—{bfb}之间，而不再随药剂浓度的增加发生变化。在3ppmFe3+存在下，PBTCA对碳酸钙的阻垢率优于和。

2．2．2 静态阻磷酸钙垢

用静态阻垢法测定了对磷酸钙垢的阻垢率，结果见表3 实验表明，用量在6ppm以上时具有优良的阻磷酸钙垢性能。

2．2．3 分散氢氧化铁及氢氧化锌实验

用静态法测定了对氢氧化铁及氢氧化锌的分散能力。实验结果表明，用5ppm，25ppmFe(OH)3，在pH=7，25℃，24小时分散率为{bfb}。 对氢氧化锌的分散实验结果见表4。由表4可知，PBTCA对锌盐具有很强的分散能力

2．2．4 对A s碳钢的缓蚀性能

用旋转挂片法测定了对标准As钢片的缓蚀性能。研究了与Zn2+的协同效应，结果见表5。由表5可知，在低剂量时没有缓蚀效果，在1 0—20ppm范围内，随着浓度的增大，缓蚀能力迅速增强，在20ppm

以上时缓蚀率基本稳定在8O一85% ，变化不再明显。和Zn2+具有较好的协同效应。在—Zn2+摩尔比为1:l时，可以获得较好的援蚀效果．缓蚀率可达90%以上

2.3 的应用

2．3．1 在高炉净环水系统中的应用

在南方某钢铁厂，用、JC一326、锌盐复合配方，不但对xx灭藻剂有优良的兼容性，而且有良好的缓蚀阻垢效果，腐蚀速率、污垢附着率和污垢热阻大大低于规定的指标要求。本技术已通过鉴定。

2．3．2 在浊环水系统中的应用

在南方某钢铁厂浊环水系统中，水质极其恶劣。总硬度(以碳酸钙计)=260Oppm，总|碱度(以碳酸钙计)=2400ppm，pH> 12，用、Jc一320、XF351复合6ppm，阻垢率高达85%以上．

2．3，3 在全有机配方中的应用

西北某大化肥厂水质为强结垢型水，在全有机配方中加入后，阻垢缓蚀效果大大提高。实验室试验和现场应用表明．具有优异的阻垢缓蚀效果。

2、3．4 在锌系和磷锌配方中的应用

华中某中氮肥厂近期对和其它药剂进行系统评定，具有优异的阻垢缓蚀性能，并用于该厂的造气和合成系统。

2．3．5 在钼系配方中的应用

实验表明．在钼系配方中与钼酸盐配合使用，可大大减少钼酸盐的用量，甚至只需2—5ppm 的钼酸盐就可达到缓蚀效果。

2．3．6 在特殊水质中的应用

西北某碱厂补充水为深井水，水质恶劣，属高矿化度腐蚀结垢型水，总硬度(以碳酸钙计)=913ppm．总碱度(以碳酸钙计)=247ppm．硫酸根=1270ppm，氯离子=358ppm，钠离子=586ppm。实验室试验和现场应用结果表明，用可大大提高配方产品的性能．与锌盐产生强烈的协同效应。

5 结论

(1) 是一种优异的缓蚀阻垢剂，经国内数十家用户试用结果表明，在水处理剂配方产品中代替部分有机膦(如HEDP，ATMP．EDTMP等)可以大大改善产品的性能，尤其是在全有机配方和含锌盐配方中，可以提高配方产品的阻垢缓蚀效果，稳定锌盐。含一锌盐的水处理剂可以在PH＜9.0的条件下运行。

(2) 在敞开式冷却水系统中用作阻垢剂具有以下优点：①具有优异的阻垢性能，尤其是在高温、高硬、高PH水中独具特性，从而可在更高浓缩倍数下运行，节约用水；② 与其它有机膦相比， 因形成难溶有机膦酸盐的损失量要低得多，因此，系统中的有效浓度变化较小，增加了系统运行的安全系数；③ 即使在苛刻条件下的有效浓度也不易形成难溶有机膦酸盐，其损失量比常用有机膦要低得多，因此，远比使用常规有机膦的有效浓度高得多，更错充分有效地发挥阻垢缓蚀性能．提高配方产品的性能；④在高温下的优异阻垢性能表明可用于高温介质，如钢铁厂、炼油厂等的水处理；⑤优异的化学稳定性表明可与其它组份同时使用而不影响其药效，如可与氯气等氧化型xx剂同时使用

(3) 可与许多缓蚀、阻垢剂复配用作敞开式冷却水系统的缓蚀剂．尤其是与锌盐配合使用产生明显的协同效应。这些配方同时适用于闭路循环系统或其它一些特殊系统。

(4) 可用于高浊度的水系统，即使在高温、高pH下仍能有效地阻垢。如在洗气厂用作阻垢剂。

因此，值得推广应用。