聚磷酸鹽作為緩蝕劑常用的有三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉,而以六偏磷酸鈉使用最為廣泛。聚磷酸鹽除了作為緩蝕劑用外,還可作為阻垢劑來使用。
聚磷酸鹽長(zhǎng)期以來,被認(rèn)為是陰極型或沉淀膜型緩蝕劑。認(rèn)為聚磷酸鹽與水中溶解的金屬離子形成絡(luò)合物,沉積在金屬表面,形成保護(hù)膜而減緩腐蝕。因此,要使聚磷酸鹽發(fā)揮較好的緩蝕作用,冷卻水中要求有一定的兩價(jià)金屬離子,例如Ca2+、Fe2+或Zn2+等,在Ca2+含量很少的軟水中是不適宜用聚磷酸鹽作緩蝕劑的。水中除鈣含量對(duì)聚磷酸鹽的緩蝕效果有很大影響外,溶解氧的含量也影響防腐效果。這是因?yàn)槿绻胁缓芙庋酰械木酆狭姿猁}要與鐵形成可溶性的絡(luò)合物而促進(jìn)腐蝕。反之,若有一定溶解氧存在則聚合磷酸鹽可形成含有氧化物的保護(hù)膜。因此,在選用聚磷酸鹽作緩蝕劑時(shí),必須注意滿足Ca2+二價(jià)金屬和溶解氧兩個(gè)要求,否則不能獲得良好的效果。一般來說,在敞開式的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,水中溶解氧基本上是飽和的,所以關(guān)鍵還是在于水中要有適量的鈣離子。循環(huán)水中鈣離子量應(yīng)根據(jù)藥劑配方及工況條件確定。從緩蝕角度考慮不宜小于30 mg/L,從阻垢角度考慮不宜大于200 mg/L。
聚磷酸鹽容易水解生成正磷酸鹽。正磷酸鹽是陽(yáng)極型緩蝕劑,但緩蝕效果較弱,用量不足反而促進(jìn)腐蝕。而最有害的問題是在Ca2+離子含量較高時(shí)正磷酸鹽過多,則易生成難溶的磷酸鈣水垢,所以在使用聚磷酸鹽時(shí),要注意減少其水解作用。影響聚磷酸鹽水解的因素是藥劑停留時(shí)間、微生物、水的溫度和pH。高溫、高pH 和低pH 都會(huì)促進(jìn)聚磷酸鹽的水解。因此,要針對(duì)不同的水質(zhì),根據(jù)Ca2+的含量和磷酸鈣飽和指數(shù),選擇最適宜的運(yùn)行條件。
聚磷酸鹽作為緩蝕劑,其排污水的處理不如鉻酸鹽要求嚴(yán)格,因而現(xiàn)在在我國(guó)使用較普遍,雖然其緩蝕效果不如鉻酸鹽且有菌藻滋生的危險(xiǎn),但如果操作、管理得當(dāng)也可獲滿意的緩蝕效果。
在聚磷酸鹽中添加一些鋅鹽,不但可阻止聚磷的水解并可加速膜的形成。膜的成分是γ-Fe2O3、磷酸鐵絡(luò)化物、磷酸鋅和氫氧化鋅。其保護(hù)效果比單獨(dú)用聚磷酸鹽形成的膜要致密,所以緩蝕效果得到提高。但加鋅時(shí)要注意,Zn2+離子宜小于4.0 mg/L,pH≤8.3,否則鋅鹽有形成沉積的危險(xiǎn)。當(dāng)pH≥8.4時(shí),水中溶解鋅與總鋅之比應(yīng)≥80%。