偏磷酸钠

偏磷酸钠原图链接图片来源优酷网

偏磷酸钠是一种无机化合物，分子式为(NaPO3)n。是一种由二个螺旋形方向相反，轴线公用的长链偏磷酸盐组成的高分子量聚磷酸钠。Na2O/P2O5比约为1.0。为无色透明结晶或白色粉末。在空气中易吸湿。溶于水和无机酸，水溶液呈碱性，不溶于乙醇及有机溶剂。可由磷酸二氢钠高温熔融聚合而得。用于锅炉水的软化及对某些重金属离子的分离提纯。食品级偏磷酸钠可用作食品乳化剂、螯合剂及组织改良剂 。

中文名:偏磷酸钠

外文名:Sodium metaphosphate

化学式:(NaPO3)n

分子量:101.96200CAS

登录号:10361-03-2EINECS

登录号:233-782-9

熔 点:600 ℃水溶性溶于水

外 观:无色玻璃状透明结晶、白色片状或粉末，在空气中易吸湿

应 用:软水剂

目录

基本信息

中文名称：偏磷酸钠

中文别名：二缩原磷酸钠

英文名称：Sodium metaphosphate

英文别名：METAPHOSPHORIC ACID , SODIUM SALT;METAPHOSPHORIC ACID(HPO3）, SODIUM SALT (1:1）;sporix;SODIUM M-PHOSPHATE;METAPHOSPHORIC ACID SODIUM SALT;

CAS号：10361-03-2

分子式：NaPO3

分子量：101.96200

精确质量：101.94800

PSA：91.34000

LogP：0.50480

物化性质

熔点：600ºC

储存条件：库房通风低温干燥，与H发孔剂、碱类分开存放。

稳定性和反应性

稳定性：正常环境温度下储存和使用，本品稳定。

避免接触的条件：静电放电、热、潮湿等。

禁配物：强氧化物，强酸，强碱。

鉴别试验

取细粉状试样约1g，在剧烈搅拌下缓慢加于100mL 5%氯化钾溶液中，应形成凝胶状物质。

取试样50mg，与10ml硝酸和50ml水混匀，沸煮约30min，冷却，其钠试验(IT－28）和磷酸盐试验(IT－26）均呈阳性。

含量分析

精确称取试样约800mg，移入一500ml容量瓶中，加水100ml和硝酸25ml，在加热板上煮沸10min。冷却后用水定容后混匀。吸移此溶液20.0ml于500ml锥形烧瓶中，加水100ml，加热至恰好沸腾。在搅拌下加喹钼柠酮试液(TS－202）50ml，盖上表面皿，在通风良好的橱内煮沸1min。在不断搅拌下冷却至室温，并经一已恒重的古氏坩埚(或中等孔隙度的多孔玻璃坩埚）过滤，用水洗涤5次每次25ml。于约225℃下干燥30min，冷却后称重。每毫克沉淀相当于五氧化二磷(P205）32.074μg。

质量指标分析

砷：用稀盐酸试液(TS－117）配制1g/15rnl试样液，然后按GT－3方法测定。

氟：取试样1g溶于5mL 1：1稀盐酸中作为试样液，按GT－15方法测定，用0.1ml氟标准液。

重金属：取试样2g与稀盐酸试液(TS－117）25ml一起温热，至不再溶解，用水稀释至25ml，必要时过滤，以此作为试样液。按GT－16方法测定。对照液(溶液A）的铅离子量取20μg。

毒性

ADI 0～70mg/kg(以P2O5计；FAO/WHO，2001）。

GRAS(FDA，§182.6769，2000）。

LD50 830mg/kg（小鼠，腹腔）。

六偏磷酸钠对方解石的抑制机理

方解石是大多数氧化矿石的重要脉石矿物，它的存在直接影响有用矿物的浮选。白钨矿和黑钨矿同时有效浮选及钨矿物与含钙脉石矿物的浮选分离一直是选矿的技术难题；对于脉石以含钙矿物为主的氧化铅锌矿石，用传统的硫化法浮选存在许多不能满意解决的复杂问题；由于结构中含有相同的金属钙离子，从方解石中优先浮选萤石存在很多问题。

六偏磷酸钠是典型的无机调整剂，用途很广。在浮选过程中常用作抑制剂，例如在一水硬铝石和高岭石的浮选分离中，六偏磷酸钠在低用量条件下，对高岭石的抑制作用大于对一水硬铝石的，可实现铝土矿的正浮选脱硅；而在高用量的条件下，六偏磷酸钠对一水硬铝石的抑制作用很强，对高岭石的抑制作用与低用量条件相比没有明显变化，从而可以实现铝土矿的反浮选脱硅；谭欣和李长根以新研制的氧化矿浮选螯合型捕收剂CF为核心，用六偏磷酸钠和水玻璃作为方解石、白云石等的选择性抑制剂，在常温条件下自然pH矿浆中成功实现了氧化铅锌矿物和含钙、镁、铁、硅矿物的分离，并取得良好的指标。六偏磷酸钠还可用作分散剂，陈建华等针对云南兰坪氧化铅矿石嵌布粒度较细、含泥较高的特点，采用大量六偏磷酸钠作为矿泥分散剂来消除矿泥的影响，试验结果表明，在不脱泥的情况下，采用一次粗选、一次精选和一次扫选的流程，铅精矿品位可以达到64.35%，铅浮选回收率达到89.06%；王毓华等利用沉降试验考察了六偏磷酸钠对一水硬铝石、高岭石、伊利石和叶蜡石分散行为的规律，分析了六偏磷酸钠提高4种铝硅酸盐矿物分散性的作用机理，并发现六偏磷酸钠的分散效果要比焦磷酸钠和磷酸三钠的好。

虽然六偏磷酸钠在浮选中是一种重要的调整剂，但关于其与矿物作用的机理研究并不是很多。王德燕和戈保梁认为六偏磷酸钠对蛇纹石矿泥的抑制作用来自以下几个方面：

1） 六偏磷酸钠生成Na4P6O182−离子吸附于蛇纹石表面并生成稳定的亲水络合物；

2） 六偏磷酸钠吸附在蛇纹石表面会使矿物表面电负性增强，使得矿物难以附着在带电的气泡上；

3） 六偏磷酸钠的吸附还使蛇纹石水化作用得到加强，而对阴离子的吸附减弱。

张国范等认为，六偏磷酸钠和捕收剂油酸钠在矿物表面存在竞争吸附，六偏磷酸钠的存在影响了油酸钠在一水硬铝石和高岭石表面的吸附。胡岳华等通过研究发现，六偏磷酸钠与矿物表面上的Al元素络合，对一水硬铝石完全罩盖而产生抑制作用，对高岭石的部分吸附使得阳离子捕收剂可以栅栏吸附而使高岭石矿物表面疏水被浮。丁浩等通过金红石与石榴石浮选分离研究发现，六偏磷酸钠对石榴石的抑制作用存在两种机理：

1） (NaPO3）6与石榴石表面Fe2+发生化学键合导致其牢固吸附而使石榴石表面强烈亲水；

2） (NaPO3）6选择性溶解石榴石表面Ca2+导致石榴石与捕收剂作用的表面活性质点减少。本文作者同过浮选试验、红外光谱、吸附量测试、动电位测试等技术和方法，就六偏磷酸钠对方解石表面性质的影响进行研究，为发展高效含钙矿物抑制方法提供基础。

实验

1、原料与试剂

(1） 矿样

方解石取自长沙矿石粉厂，块矿经手碎手选后用瓷球磨细并筛分至粒径小于0.15mm，化学分析与X射线衍射分析均表明其纯度在95%以上。

(2） 试剂

油酸钠，化学纯，相对分子质量304.45；六偏磷酸钠(NaPO3）6，分析纯，相对分子质量611.77；无水碳酸钠，分析纯，相对分子质量105.99；氢氧化钠，分析纯，相对分子质量40。试验用水为一次蒸馏水。

2、实验方法

（1）浮选试验

称取2g粒径小于0.15mm方解石矿样加入到挂槽浮选机中，加适量蒸馏水，搅拌，用Na2CO3溶液调pH值，搅拌时间为3min；六偏磷酸钠为调整剂，搅拌时间为4min；油酸钠为捕收剂，搅拌时间4min；刮泡时间为4min。泡沫产品过滤，干燥，称量。

（2）ICP光谱仪元素分析

六偏磷酸钠在方解石表面吸附量的测定：称取2g粒径小于0.15mm矿样，加到挂槽浮选机中，加入40mL蒸馏水，用Na2CO3溶液调pH值，再加入六偏磷酸钠，搅拌30min；将调好的矿浆放入离心机中离心，取上层清夜，利用ICP光谱仪对其进行元素分析，得到残余液P的含量，差减即可得到吸附在方解石表面六偏磷酸钠的含量。

方解石表面钙离子溶解量的测定：称取2g粒径小于0.15mm矿样，加到挂槽浮选机中，加入40mL蒸馏水，用Na2CO3溶液调pH，再加入六偏磷酸钠，搅拌30 min；将调好的矿浆放入离心机中离心，取上层清夜，利用ICP光谱仪对其进行元素分析，可得到残余液钙离子的含量，即在六偏磷酸钠作用下方解石表面钙离子溶解量。

（3）红外光谱分析

将粒径小于0.15mm的纯矿物用玛瑙研钵研磨至粒径小于5μm，称取2g，加到挂槽浮选机中，加入40mL蒸馏水，调节pH，加入一定量的六偏磷酸钠，搅拌30min，滤去上层清液，取下层矿物，干燥，送样分析。另方解石纯矿物和六偏磷酸钠药剂也做红外光谱分析。

（4）动电位测定

将粒径小于0.15mm的纯矿物样用玛瑙研钵研磨至粒径小于5μm，配成0.01%的矿浆，在磁力搅拌器上搅拌5min，测定矿浆pH值，取上述样品加入样品池，在Zetaplus电位测定仪上测量药剂作用前后矿样的动电位

结论

1） 浮选试验结果表明，六偏磷酸钠则对方解石有着良好的抑制作用。

2） 红外光谱分析和吸附量测试均表明，六偏磷酸钠不是在方解石表面形成吸附物来实现抑制的。方解石表面钙离子溶解量测试结果进一步表明，六偏磷酸钠能溶解方解石表面的Ca2+，即能去掉方解石表面活性点，从而使油酸钠分子结构中的阴离子活性基团难以在方解石表面吸附，因此实现方解石的抑制。

3） 动电位测试从另外一个方面证明了六偏磷酸钠溶解了方解石表面的活性点Ca2+，从而导致方解石表面动电位显著下降。