焦磷酸亞錫合成收率影響因素探討

白仁斗,張維元,花 蓓,謝彩飛,黃 瀟

(云錫錫化工材料有限責(zé)任公司，云南 個(gè)舊 661000)

焦磷酸亞錫是一種重要的錫化工原料——在電鍍鍍錫領(lǐng)域，可以作為無氰電鍍原料；在牙膏制造領(lǐng)域，可以作為防止牙病的一種添加劑。焦磷酸亞錫主要通過錫鹽跟焦磷酸鹽復(fù)分解反應(yīng)制備[1]。廖珍旭研究了反應(yīng)終點(diǎn)pH值、反應(yīng)液溫度、真空烘干時(shí)間、烘干真空度對(duì)產(chǎn)品濁度的影響[2]；葉有明通過研究焦磷酸鈉跟氯化亞錫的滴加順序、反應(yīng)液濃度、反應(yīng)溫度、烘干溫度、烘干真空度對(duì)產(chǎn)品濁度的影響，得到最佳工藝條件，制備的產(chǎn)品在焦磷酸鉀溶液中的溶解度達(dá)到100%[3]。錫直收率直接影響焦磷酸亞錫生產(chǎn)成本，但相關(guān)合成焦磷酸亞錫錫直收率影響的報(bào)道很少。因此，本工作擬研究對(duì)合成錫直收率的影響，以得到最佳工藝條件，提高錫直收率。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原料

實(shí)驗(yàn)設(shè)備如表1。

表1 實(shí)驗(yàn)所用主要設(shè)備

實(shí)驗(yàn)原料如表2。

表2 實(shí)驗(yàn)所用主要原料

1.2 制備焦磷酸亞錫工藝流程

制備焦磷酸亞錫的工藝流程如圖1所示。

圖1 制備焦磷酸亞錫的工藝流程圖

二水氯化亞錫和焦磷酸鈉的物質(zhì)的量比為2∶1.1。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的二水氯化亞錫，一定濃度焦磷酸鈉溶液，在一定溫度條件下，200 r/min 攪拌反應(yīng) 50 min。調(diào)終點(diǎn)pH值，抽濾得到濾餅，洗滌、抽濾。濾餅在 80 ℃ 下真空烘烤得到焦磷酸亞錫。本文主要研究反應(yīng)終點(diǎn)pH值、反應(yīng)溫度、滴加方式、洗滌方式、焦磷酸鈉濃度等對(duì)錫直收率的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)終點(diǎn)pH值對(duì)錫直收率的影響

二水氯化亞錫和焦磷酸鈉的物質(zhì)的量比為2∶1.1，二水氯化亞錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，焦磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%。將焦磷酸鈉溶液滴加到氯化亞錫溶液中，反應(yīng)溫度為 30 ℃，用水洗滌3次，探究不同終點(diǎn)pH值對(duì)錫直收率的影響，結(jié)果如表3。

表3 終點(diǎn)pH值對(duì)錫直收率的影響

從表3可知，終點(diǎn)pH值對(duì)合成焦磷酸亞錫錫直收率影響較大，pH值達(dá)到6時(shí)，錫直收率最大，pH值大于6之后，錫直收率反而減小，最佳終點(diǎn)pH值為6～7。

2.2 滴加方式對(duì)錫直收率的影響

二水氯化亞錫和焦磷酸鈉物質(zhì)的量比為2∶1.1，二水氯化亞錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，焦磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 7%，終點(diǎn)pH值為6，反應(yīng)溫度為 30 ℃，用水洗滌3次，探究焦磷酸鈉溶液滴加到氯化亞錫溶液(正滴)和氯化亞錫溶液滴加到焦磷酸鈉溶液(反滴)對(duì)錫直收率的影響，結(jié)果如表4。

表4 滴加方式對(duì)錫直收率的影響

從表4可知，不同滴加方式對(duì)錫直收率有影響，正滴加更有利于錫直收率。

2.3 反應(yīng)溫度對(duì)錫直收率的影響

二水氯化亞錫和焦磷酸鈉物質(zhì)的量比為2∶1.1，二水氯化亞錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，焦磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%，將焦磷酸鈉溶液滴加到氯化亞錫溶液中，終點(diǎn)pH值為6，用水洗滌3次，探究不同反應(yīng)溫度對(duì)錫直收率的影響，結(jié)果如表5。

表5 反應(yīng)溫度對(duì)錫直收率的影響

從表5可知，反應(yīng)溫度對(duì)錫直收率有影響，最佳反應(yīng)溫度為30～40 ℃，反應(yīng)溫度高于 40 ℃ 后，錫直收率反而降低。

2.4 焦磷酸鈉溶液濃度對(duì)錫直收率的影響

二水氯化亞錫和焦磷酸鈉的物質(zhì)的量比為2∶1.1，二水氯化亞錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，反應(yīng)溫度為 35 ℃，將焦磷酸鈉溶液滴加到氯化亞錫溶液中，終點(diǎn)pH值為6，用水洗滌3次，探究焦磷酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)錫直收率的影響，結(jié)果如表6。

表6 焦磷酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)錫直收率的影響

從表6可知，焦磷酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)錫直收率有影響，焦磷酸鈉溶液最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～8%;超過8%，錫直收率越小。

2.5 洗滌方式對(duì)錫直收率的影響

二水氯化亞錫和焦磷酸鈉的物質(zhì)的量比為2∶1.1，二水氯化亞錫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，焦磷酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%，反應(yīng)溫度為 35 ℃，將焦磷酸鈉溶液滴加到氯化亞錫溶液中，終點(diǎn)pH值為6，探究用水洗滌3次和用水洗滌之前用酒精洗滌1次對(duì)錫直收率的影響，結(jié)果如表7。

表7 洗滌方式對(duì)錫直收率的影響

從表7可知，用水洗滌之前先用酒精洗滌1次，對(duì)錫直收率影響很大(從97.7%提高到99.2%)。

通過以上實(shí)驗(yàn)可知，最佳條件為:終點(diǎn)pH值為6～7,反應(yīng)溫度為30～40 ℃,焦磷酸鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～8%,焦磷酸鈉溶液滴加到氯化亞錫溶液中,用水洗滌之前用酒精洗滌1次。在最佳條件下制備焦磷酸亞錫，錫直收率可達(dá)99.2%。

3 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)研究了影響合成焦磷酸亞錫錫直收率的因素，實(shí)驗(yàn)表明，最佳條件是：終點(diǎn)pH值為6～7，反應(yīng)溫度為30～40 ℃，焦磷酸鈉溶液質(zhì)量濃度為5%～8%，焦磷酸鈉溶液滴加到氯化亞錫溶液中，用水洗滌之前用酒精洗滌1次。在最佳條件下制備焦磷酸亞錫，錫直收率可達(dá)99.2%。