三偏磷酸钠在冶金业中有以下重要应用:
矿石浮选
作为抑制剂:在浮选过程中,三偏磷酸钠可用于抑制某些不需要的矿物。比如在磷矿浮选中,它能与脉石矿物(如方解石、白云石等)表面的金属离子发生络合反应,在脉石矿物表面形成一层亲水的薄膜,使其表面的疏水性降低,难以附着在气泡上,从而实现与目的矿物的分离,提高磷矿的浮选回收率和品位。
调整矿浆性质:三偏磷酸钠可以调节矿浆的 pH 值和离子浓度,使矿浆环境更有利于浮选药剂与矿物的作用。它能够与矿浆中的一些有害离子(如钙、镁离子等)形成络合物,降低这些离子对浮选的干扰,改善浮选效果。
金属提取与精炼
浸出过程辅助剂:在从矿石中提取金属的浸出过程中,三偏磷酸钠可以与矿石中的某些成分发生反应,促进金属离子的溶解。例如在从低品位铜矿中提取铜时,它可以与铜矿石中的一些难溶性铜化合物反应,使其转化为更易溶于浸出液的铜络合物,提高铜的浸出率。
去除杂质:在金属精炼过程中,三偏磷酸钠可以与金属液中的杂质元素形成稳定的化合物,从而实现杂质的去除。在铝精炼中,它能与铝液中的铁、硅等杂质元素反应,形成密度较小的化合物浮于铝液表面,便于通过撇渣等操作将杂质除去,提高铝的纯度。
金属表面处理
磷化处理:在金属表面磷化处理过程中,三偏磷酸钠可以作为磷化液的添加剂。它能够参与磷化反应,调整磷化膜的形成过程和结构,使磷化膜更加致密、均匀,提高磷化膜的耐腐蚀性和耐磨性,增强金属表面与后续涂层或润滑剂的结合力。
除锈与清洗:三偏磷酸钠的水溶液具有一定的碱性和络合能力,可以用于金属表面的除锈和清洗。它能与金属表面的铁锈(主要成分是铁的氧化物)发生反应,将铁锈溶解并络合,形成水溶性的化合物,从而去除金属表面的锈迹和污垢,使金属表面清洁干净,为后续的加工和处理提供良好的表面条件。
作为耐火材料的添加剂
提高耐火材料性能:在耐火材料的生产中,添加三偏磷酸钠可以改善耐火材料的性能。它可以与耐火材料中的一些成分发生反应,形成具有一定粘结性和耐高温性能的物质,提高耐火材料的强度和耐高温性能,增强耐火材料在高温环境下的稳定性和使用寿命。例如在生产镁质耐火材料时,三偏磷酸钠可以与氧化镁等成分反应,形成一种镁的磷酸盐结合相,提高耐火材料的常温强度和高温抗折强度。
三偏磷酸钠在工业上有广泛应用,主要包括以下几个方面:
水处理
软化水质:能与水中的钙、镁等金属离子形成稳定的可溶性络合物,将这些硬度离子从水中去除,从而降低水的硬度,防止在管道、锅炉等设备中形成水垢,提高热交换效率,延长设备使用寿命,广泛应用于工业循环冷却水、锅炉补给水等的处理。
分散剂:可以作为分散剂,防止水中的悬浮杂质、颗粒等聚集沉淀,使它们保持分散状态,避免在设备表面沉积或堵塞管道,有助于维持水系统的清洁和正常运行。
软水剂:在纺织印染的前处理和染色过程中,用于软化硬水,防止水中的金属离子与染料或助剂发生反应,影响染色效果,避免出现色斑、色花等问题,染色的均匀性和色泽鲜艳度。
螯合剂:能与金属离子形成稳定的络合物,可用于去除纺织原料中的金属杂质,或在染色过程中作为金属离子的封锁剂,控制金属离子对染色反应的影响,提高染色质量和稳定性。
其他工业领域
陶瓷工业:在陶瓷坯体的制备中,作为解凝剂和粘结剂使用。可以降低陶瓷浆料的粘度,增加浆料的流动性,使坯体成型更加均匀、致密,提高陶瓷制品的质量和成品率。
金属加工:在金属表面处理过程中,可作为脱脂剂、除锈剂的添加剂,有助于去除金属表面的油污和锈迹,提高金属表面的清洁度和活性,为后续的电镀、涂装等工艺提供良好的基础。
涂料工业:作为涂料的添加剂,能改善涂料的性能,如提高涂料的稳定性、分散性和储存性能等,还可以调节涂料的干燥速度和流平性,使涂料在施工过程中更加顺畅,形成均匀、平整的涂层。
三偏磷酸钠在纺织业上的应用:
纺织印染
软水剂:在纺织印染的前处理和染色过程中,用于软化硬水,防止水中的金属离子与染料或助剂发生反应,影响染色效果,避免出现色斑、色花等问题,染色的均匀性和色泽鲜艳度。
三偏磷酸钠在造纸业上的应用:
造纸工业
纸张施胶:可作为纸张施胶剂的组成部分,能与纸张纤维表面的羟基等基团发生化学反应,形成一层均匀的保护膜,提高纸张的抗水性和抗油墨渗透性能,使纸张在印刷、书写等过程中不易洇墨,改善纸张的表面性能和印刷适性。
纤维分散剂:在造纸浆料的制备过程中,能够分散纤维,防止纤维团聚,使纤维在纸浆中均匀分布,从而提高纸张的匀度和强度等物理性能。
三偏磷酸钠在食品业中应用广泛,主要体现在以下几个方面:
作为水分保持剂
肉制品:在火腿、香肠等肉制品加工中,三偏磷酸钠能与肉中的金属离子结合,使肌肉蛋白质的网状结构被破坏,从而吸收更多的水分,提高肉的持水性,让肉制品在加工和储存过程中减少水分流失,保持鲜嫩多汁的口感和良好的质地,同时还能提高出品率,降低生产成本。
水产品:用于鱼丸、虾饺等水产品加工时,可增强水产品的保水能力,防止其在冷冻、解冻和烹饪过程中失水,保持水产品的新鲜度和口感,使其在加工后仍能保持饱满、有弹性的状态。
作为品质改良剂
面制品:在面条、馒头等面制品中添加三偏磷酸钠,它可以与面粉中的蛋白质和淀粉相互作用,增强面团的韧性和弹性,改善面团的加工性能,使面条更有嚼劲、不易断裂,馒头更加松软、有弹性,提高面制品的品质和口感。
烘焙食品:在蛋糕、面包等烘焙食品中,能调节面团的 pH 值,改善面团的流变学特性,使面团发酵更加均匀,烘焙出的产品体积更大、质地更细腻,延缓面包等产品的老化速度,延长保质期。
作为分散剂和乳化剂
乳制品:在奶粉、炼乳等乳制品生产中,三偏磷酸钠可以防止乳蛋白的凝聚和沉淀,使产品在冲调时能够快速分散均匀,形成稳定的乳液状,提高乳制品的溶解性和稳定性,改善产品的冲调性和口感。
饮料:在果汁饮料、蛋白饮料中,作为分散剂能防止果肉颗粒、蛋白质等成分沉淀分层,使饮料保持均匀稳定的状态,延长产品的货架期,确保消费者在饮用时能获得均匀一致的口感和外观。
作为 pH 调节剂
罐头食品:在水果罐头、蔬菜罐头等加工中,三偏磷酸钠可以调节罐头内的 pH 值,抑制微生物的生长繁殖,起到一定的防腐作用,同时还能保持食品的色泽和风味,防止食品在储存过程中发生变质和变色。
酱料:在番茄酱、沙拉酱等酱料中,通过调节 pH 值,使酱料处于适宜的酸碱度环境,有助于保持酱料中各种成分的稳定性,防止酱料出现酸败、分层等现象,延长酱料的保质期,并且能改善酱料的风味和口感。
三偏磷酸钠在食品加工中发挥着重要作用,但使用时需要严格按照食品安全国家标准规定的使用范围和进行添加,以确保食品安全和消费者的健康。
三聚磷酸钠在工业上有广泛应用,以下是在洗涤业方面:
洗涤剂工业
螯合剂:三聚磷酸钠具有的螯合能力,能螯合水中的铁、锰等金属离子,防止这些离子与洗涤剂中的活性成分发生反应,影响洗涤效果。同时,它还能将污垢中的金属离子螯合,使污垢更容易被分散和去除,增强洗涤剂的去污能力。
助洗剂:可以提高洗涤剂的碱性,使洗涤剂在洗涤过程中保持合适的 pH 值范围,有助于油脂等污垢的水解和去除。此外,它还能起到分散和乳化污垢的作用,防止污垢再沉积到衣物或被清洗物体表面,提高洗涤质量。
三聚磷酸钠在工业上有广泛应用,以下是在造纸业主要方面:
造纸工业
施胶剂助剂:在纸张施胶过程中,三聚磷酸钠可以与施胶剂相互作用,提高施胶剂在纸张表面的留着率和均匀性,增强纸张的抗水性和抗油性,改善纸张的表面性能,提高纸张的质量和使用性能,使纸张在书写、印刷和包装等方面具有更好的表现。
纸浆处理:在纸浆的制备和处理过程中,三聚磷酸钠可以与纸浆中的金属离子发生络合反应,去除有害的金属离子,减少这些离子对纸浆纤维的影响,提高纸浆的白度和稳定性,同时有助于改善纸浆的滤水性和抄造性能,提高纸张的生产效率和质量。
六偏磷酸钠在农业上主要有以下应用:
作为肥料添加剂
提高磷肥有效性:六偏磷酸钠可以与土壤中的铁、铝、钙等金属离子形成稳定的络合物,减少这些金属离子对磷肥中磷酸根离子的固定,从而提高磷肥的有效性,使更多的磷能够被作物吸收利用,促进作物的生长发育,尤其对缺磷土壤和喜磷作物效果更为显著。
促进微量元素吸收:它能与锌、铁、锰等微量元素发生螯合作用,形成水溶性的螯合物。这些螯合物在土壤中不易被固定,能够更好地被作物根系吸收,从而提高作物对微量元素的利用率,预防和矫正作物的微量元素缺乏症,增强作物的抗逆性和品质。
调节土壤酸碱度:六偏磷酸钠水溶液呈酸性,对于一些碱性土壤,适量施用可以在一定程度上调节土壤的酸碱度,使土壤 pH 值更适宜作物生长,同时有利于土壤中一些养分的溶解和释放,提高土壤养分的有效性。
用于农药增效
改善农药分散性:在农药制剂中添加六偏磷酸钠,能够降低农药颗粒的表面张力,使其在水中更容易分散,形成稳定的悬浮液,提高农药的悬浮率和分散性,使农药在喷施过程中能够更均匀地覆盖在作物表面,从而增强农药的防治效果。
增强农药渗透性:可以改变作物表面的湿润性,增加农药在作物叶片和茎杆表面的附着力和渗透性,使农药能够更好地渗透到作物组织内部,提高农药的内吸性和持效期,从而更有效地防治病虫害。
提高农药稳定性:能与水中的金属离子螯合,防止金属离子对农药有效成分的催化分解作用,提高农药在储存和使用过程中的稳定性,延长农药的保质期,农药的药效。
农产品加工
水果和蔬菜保鲜:在水果和蔬菜的保鲜处理中,六偏磷酸钠可以与水中的钙、镁离子结合,降低水的硬度,防止水果和蔬菜在浸泡过程中因水质问题导致的品质下降。同时,它还能在一定程度上抑制微生物的生长繁殖,延长水果和蔬菜的保鲜期。
肉类加工:在肉类加工中使用六偏磷酸钠,能提高肉的持水性,使肉类在加工和储存过程中保持更多的水分,从而使肉质更加鲜嫩多汁,提高肉类产品的口感和品质,同时还能起到一定的防腐作用,延长肉类产品的货架期。
六偏磷酸钠在食品业中有多种应用,主要包括以下几个方面:
水分保持剂
肉制品:在火腿、香肠等肉制品加工中,六偏磷酸钠能与肉中的金属离子结合,使肌肉蛋白质的网状结构被破坏,从而提高肉的持水能力,让肉制品在加工和储存过程中保留更多水分,口感更鲜嫩多汁,同时还能提高出品率,降低生产成本。
水产品:在虾、鱼丸等水产品加工中,它可以防止水产品在冷冻和解冻过程中水分流失,保持其鲜嫩口感和良好的质地,减少营养成分的损失,延长货架期。
品质改良剂
乳制品:在牛奶、酸奶等乳制品中添加六偏磷酸钠,能够螯合其中的金属离子,调节 pH 值,防止蛋白质凝聚沉淀,提高乳制品的稳定性,使其在储存和运输过程中不易出现分层、结块等现象,保持良好的口感和外观。
豆制品:在豆腐、豆浆等豆制品生产中,可与豆浆中的钙离子等结合,调节豆浆的凝固速度和凝固效果,使豆腐质地更加细腻、均匀,提高豆制品的品质和口感。
分散剂和乳化剂
饮料:在果汁、茶饮料、咖啡饮料等中,能防止饮料中的成分(如色素、香料、果肉颗粒等)发生沉淀、分层,使饮料保持均匀稳定的状态,延长货架期,改善饮料的外观和口感。
油脂类食品:在人造奶油、起酥油等油脂类食品中,作为乳化剂的辅助剂,能帮助乳化剂更好地发挥作用,使油相和水相均匀混合,形成稳定的乳状液结构,防止油脂析出和变质,提高产品的稳定性和质量。
膨松剂的助剂
烘焙食品:在面包、蛋糕等烘焙食品制作中,与膨松剂(如小苏打等)配合使用,能调节膨松剂的分解速度,使产气更加均匀、稳定,从而使烘焙食品体积膨胀均匀,内部组织细腻、气孔均匀,口感松软可口。
抗结剂
粉末状食品:在奶粉、蛋白粉、盐等粉末状食品中,六偏磷酸钠可以吸附在粉末颗粒表面,防止颗粒之间相互吸引和聚集,起到抗结作用,保持粉末的松散状态,便于包装、储存和使用。
六偏磷酸钠在食品工业中的使用量和范围都受到严格的国家标准限制,以确保食品安全和消费者健康。在使用时,食品生产企业需要严格按照相关规定进行添加。