鞏義市孝義紅衛(wèi)粘合劑廠
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▍行業(yè)知識(shí)
三聚磷酸鈉性質(zhì)應(yīng)用及用途
三聚磷酸鈉簡介
三聚磷酸鈉（Tripolyphosphate），化學(xué)物質(zhì)名稱，又稱三磷酸鈉，是合成洗滌劑中的一種重要助劑，由不同的磷酸氫鈉分子縮合而成。三聚磷酸鈉為白色粉末狀結(jié)晶，流動(dòng)性較好，因其分子（Na5P3O10）中有5個(gè)鈉原子，故俗稱五鈉。三聚磷酸鈉易溶于水，其水溶液呈堿性，因此絕大部分用于合成洗滌劑，少數(shù)用于食品及工業(yè)用水的軟化處理。由于國家的限磷政策的出臺(tái)，三聚磷酸鈉在洗滌劑助劑方面的應(yīng)用逐漸減少，逐步被層狀硅酸鈉、分子篩等產(chǎn)品代替。
三聚磷酸鈉物理化學(xué)性質(zhì)
外觀性狀：白色粉末。
溶解性：易溶于水，其水溶液呈堿性。
熔點(diǎn)：622 °C
溶解度：H2O: may be clear to slightly hazy
水溶解性：20 g/100 mL (20 ºC)
敏感性：Hygroscopic
Merck：14,8697
三聚磷酸鈉水合性能
三聚磷酸鈉因生成溫度不同而有高溫型(Ⅰ型)和低溫型(Ⅱ型)之分，其區(qū)別在于兩者的鍵長和鍵角不同，Ⅰ型和Ⅱ型產(chǎn)品水合后均生成六水合物Na5P3O10·6H2O，在相同條件下，Ⅰ型水合作用較快產(chǎn)生的熱量高，溶于水時(shí)易產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象，這是由于Ⅰ型結(jié)構(gòu)中存在四配位體的鈉離子，四配位體對(duì)水有強(qiáng)親和力，反之Ⅱ型在水中則以很慢的速度生成六水物。三聚磷酸鈉在室溫下相當(dāng)穩(wěn)定，在潮濕的空氣中會(huì)緩慢的發(fā)生水解反應(yīng)，最終生成正磷酸鈉，反應(yīng)如下：Na5P3O10+2H2O→2Na2HPO4+NaH2PO4。
對(duì)金屬離子的螯合能力
三聚磷酸鈉與溶于水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金屬離子有絡(luò)合作用，生成可溶性絡(luò)合物，如： Na5P3O10+Ca2+→Na3(CaP3O10)+2Na+。三聚磷酸鈉的絡(luò)合能力一般以鈣值表示，即100g磷酸鹽所能絡(luò)合鈣離子的克數(shù)，理論值為13.4。
緩沖作用
三聚磷酸鈉水溶液呈弱堿性(1%水溶液的PH值約為9.7)，它在PH為4.3～14范圍水)中，形成懸濁液(類似乳化液)的作用，即分散作用。三聚磷酸鈉也能使液態(tài)、固態(tài)微粒更好的溶于液體(如水)介質(zhì)中，使溶液外觀完全透明，好像真溶液一樣，這就是增溶作用。由于三聚磷酸鈉具有以上獨(dú)特的性能，使之成為洗衣粉中的一種重要的理想原料。
三聚磷酸鈉分類
按結(jié)構(gòu)和形狀分為白色粉末無水物(Na5P3O10)和直角平行六面體結(jié)晶的六水合物(Na5P3O10·6H2O)無水物有Ⅰ型和Ⅱ型之分。工業(yè)用三聚磷酸鈉實(shí)際上是Ⅰ型和Ⅱ型的混合物。Ⅰ型溶解速度快，經(jīng)水合生成六水合物時(shí)熱效應(yīng)大，在大氣中易吸潮結(jié)塊。Ⅱ型吸潮較慢，不易結(jié)塊。因此，洗滌劑用三聚磷酸鈉中Ⅰ型含量不宜太高，一般控制在10～30%。
三聚磷酸鈉產(chǎn)品作用
用途一：用作軟水劑，還用于糖果工業(yè)等
用途二：用于肉類加工處理、合成洗滌劑配方、紡織品染色，也用作分散劑、助溶劑等
用途三：作品質(zhì)改良劑，有提高食品的絡(luò)合金屬離子、pH值、增加離子強(qiáng)度等的作用，由此改善食品的結(jié)著力和持水性。我國規(guī)定可用于乳制品、魚制品、禽肉制品、冰淇淋和方便面，最大使用量5.0g/kg；在罐頭、果汁(味)飲料類和植物蛋白飲料中最大使用量為1.0g/kg。
用途四:組織改進(jìn)劑；乳化劑；緩沖劑；螯合劑；穩(wěn)定劑。主要供火腿罐頭嫩化；蠶豆罐頭中使豆皮軟化。亦可用作軟水劑、pH調(diào)節(jié)劑和增稠劑。
用途五:用于肥皂增效劑和防止條皂油脂析出和起霜。對(duì)潤滑油和脂肪有強(qiáng)烈的乳化作用，可用于調(diào)節(jié)緩沖皂液的Ph值。工業(yè)用水的軟水劑。制革預(yù)鞣劑。染色助劑。油漆、高嶺土、氧化鎂、碳酸鈣等工業(yè)中配制懸浮液時(shí)作分散劑。鉆井泥漿分散劑。造紙工業(yè)用作防油污劑。
用途六:用作發(fā)電站，機(jī)車車輛，鍋爐及化肥廠冷卻水處理的高效軟水劑。對(duì)Ca2+絡(luò)全能力強(qiáng)，每100g能絡(luò)全19.5g鈣，而且由于SHMP的螯合作用和吸附分散作用破壞了磷酸鈣等晶體的正常生長過程，阻止磷酸鈣垢的形成。用量0.5 mg/L，防止結(jié)垢率達(dá)95%～100%。
制備方法
方法一：重結(jié)晶法
將工業(yè)三聚磷酸鈉溶解于60～70℃的水中，配制成17％～22％的溶液，并過濾除去不溶性雜質(zhì)；然后經(jīng)真空濃縮、冷卻結(jié)晶、分離、干燥即得產(chǎn)品。
熱法磷酸二步法
在中和槽內(nèi)用食用純堿中和食品級(jí)熱法磷酸配成的50％～60％的溶液，中和液進(jìn)入中間貯槽，由泵送到噴霧干燥塔進(jìn)行噴霧干燥；粉末送到回轉(zhuǎn)式聚合爐，加熱至540～580℃脫水聚合，在空氣中冷卻即崩解成為粉末。在無水物的水溶液中加入乙醇，可析出六水物。
5Na2CO3+6H3PO4→4Na2HPO4+2NaH2PO4+5H2O+5CO2↑
4Na2HPO4+2NaH2PO4→2Na5P3O10+4H2O
方法二：熱法磷酸二步法將磷酸(55%～60%)溶液經(jīng)計(jì)量后放人不銹鋼的中和槽中，升溫并開動(dòng)攪拌機(jī)在攪拌下緩慢地加入純堿進(jìn)行中和反應(yīng)，中和槽中維持2分子磷酸氫二鈉對(duì)1分子磷酸二氫鈉的比例。中和后的混合液經(jīng)高位槽進(jìn)入噴霧干燥塔進(jìn)行干燥，經(jīng)干燥后的正磷酸鹽干料由塔底排出送到回轉(zhuǎn)聚合爐，被爐氣帶走的少部分干料由旋風(fēng)除塵器加以回收。
正磷酸鹽干料在聚合爐中于350～450℃溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，生成三聚磷酸鈉，經(jīng)冷卻、粉碎后，制得三聚磷酸鈉成品。其6H3PO4+5Na2CO3→4Na2HPO4+2NaH2PO4+5H2O+5CO2↑
4Na2HPO4+2NaH2PO4→2Na5P3O10+4H2O
濕法磷酸一步法將磷礦粉與硫酸反應(yīng)制得萃取磷酸，用純堿先在脫氟罐中除去其中氟硅酸，再在脫硫罐中用碳酸鋇除去硫酸根，以降低磷酸中的硫酸鈉含量。然后用純堿進(jìn)行中和。經(jīng)過濾除去大量的鐵、鋁等雜質(zhì)。再經(jīng)精調(diào)，過濾，將所得的含一定比例的磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉溶液在蒸發(fā)器中濃縮到符合噴料聚合的要求。把料漿噴入回轉(zhuǎn)聚合爐中，經(jīng)熱風(fēng)噴粉干燥和聚合。再經(jīng)冷卻、粉碎、過篩后，制得三聚磷酸鈉成品。其Ca5F(PO4)3+5H2SO4+10H2O→3H3PO4+5CaSO4?2H2O+HF
6H3PO4+5Na2CO3→4Na2HPO4+2NaH2PO4+5H2O+5CO2↑
4Na2HPO4+2NaH2PO4→2Na5P3O10+4H2O
方法三：磷酸二氫鈉法 將磷酸二氫加入聚合釜中，加熱到700℃，脫水15～30min。然后用冷水驟冷，加工成型即得。
磷酸酐法 黃磷經(jīng)熔融槽加熱融化后，流入燃燒爐，磷氧化后經(jīng)沉淀。冷卻，取出磷酐（P2O5）。將磷酐與純堿按1︰0.8（mol）酷斃在攪拌器中混合后進(jìn)入石墨坩堝。于750～800℃下間接加熱，脫水聚合后，得六偏磷酸鈉的熔融體。將其放入冷卻盤中驟冷，即得透明玻璃狀六偏磷酸鈉。
方法四：由磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉混合加熱至110℃脫水，繼續(xù)加熱至540～580℃，脫水而成穩(wěn)定的顆粒型；如再加熱至620℃以上，熔融后降溫至550℃，然后在空氣中冷卻，則崩解成次穩(wěn)定的粉末型。在無水物的水溶液中加入乙醇，即得六水物。
急救措施
食入：不要給失去知覺者從嘴里喂食任何東西。尋求醫(yī)療救護(hù)。不要催吐。如果意識(shí)清醒，漱口，喝2-4 cupfuls的牛奶或水。
吸入：從接觸到新鮮的空氣立即刪除。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。如呼吸困難，給輸氧。尋求醫(yī)療救護(hù)。
皮膚：尋求醫(yī)療救護(hù)。沖洗皮膚用大量肥皂和水至少15分鐘并脫去污染的衣服和鞋子。重復(fù)使用前洗凈衣物。
眼睛：立即沖洗眼睛，用大量的水沖洗至少15分鐘，偶爾提起上下眼瞼。尋求醫(yī)療救護(hù)。
處理和儲(chǔ)存
貯藏：儲(chǔ)存在密閉容器內(nèi)。存放在陰涼，干燥，通風(fēng)良好的地方，遠(yuǎn)離不相容的物質(zhì)。商店防潮保護(hù)。
處理：操作后徹底清洗。減少灰塵的產(chǎn)生和積累。避免與眼睛，皮膚和衣物接觸。保持容器密閉。避免食入和吸入。使用充分的通風(fēng)。重復(fù)使用前洗凈衣物。
危害：行為在火可能會(huì)熔化蒸汽損失。
曝光控制/個(gè)人防護(hù)
個(gè)人防護(hù)：眼睛：如29 CFR 1910.133或歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN166描述OSHA的眼睛和面部防護(hù)條例穿戴合適的防護(hù)眼鏡或化學(xué)安全護(hù)目鏡。皮膚：穿戴合適的防護(hù)手套以防止皮膚接觸。服裝：穿戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)服以防止皮膚接觸。
防毒面罩：當(dāng)工作環(huán)境需要呼吸器的使用符合OSHA的29 CFR 1910.134和ANSI Z88.2要求或歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 149的呼吸保護(hù)程序必須遵守。
曝光影響：影響可能推遲顯現(xiàn)。
用作洗滌品助劑，亦可用于石油、冶金、采礦、造紙、水處理等。主要用作合成洗滌劑的助劑，用于肥皂增效劑和防止條皂油脂析出和起霜。對(duì)潤滑油和脂肪有強(qiáng)烈的乳化作用，可用于調(diào)節(jié)緩沖皂液的PH值。工業(yè)用水的軟水劑。制革---劑。染色助劑。油漆、高嶺土、氧化鎂、碳酸鈣等工業(yè)中配制懸浮時(shí)作分散劑。鉆井泥漿分散劑。造紙工業(yè)用作防油污劑。食品工業(yè)中用于罐頭，果汁飲料，奶制品，豆乳等的品質(zhì)改良劑，水分保持劑。主要供火腿罐頭嫩化，蠶豆罐頭中使豆皮軟化，亦可用作軟化劑和增稠劑。STPP還存在其不可避免的環(huán)境危害，由于本身含磷，容易造成水體富營養(yǎng)化。由于國家的限磷政策的出臺(tái)，三聚磷酸鈉在洗滌劑助劑方面的應(yīng)用逐漸減少，逐步被層狀硅酸鈉、分子篩等產(chǎn)品代替。
