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任公司，云南 個舊 661000)

焦磷酸亞錫是一種重要的錫化工原料——在電鍍鍍錫領域，可以作為無氰電鍍原料；在牙膏制造領域，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分解反應制備[1]。廖珍旭研究了反應終點pH值、反應液溫度、真空烘干時間、烘干真空度對產(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、反應液濃度、反應溫度、烘干溫度、烘干真空度對產(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到100%[3]。錫直收率直接影響焦磷酸亞錫生產(chǎn)成本，但相關合成焦磷酸亞錫錫直收率影響的報道很少。因此，本工作擬研究對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 實驗部分

1.1 實驗設備和原料

實驗設備如表1。

表1 實驗所用主要設備

實驗原料如表2。

表2 實驗所用主要原料

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的量比為2∶1.1。質量分數(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 50 min。調終點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。本文主要研究反應終點pH值、反應溫度、滴加方式、洗滌方式、焦磷酸鈉濃度等對錫直收率的影響。

2 結果與討論

2.1 反應終點pH值對錫直收率的影響

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

表3 終點pH值對錫直收率的影響

從表3可知，終點pH值對合成焦磷酸亞錫錫直收率影響較大，pH值達到6時，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pH值為6～7。

2.2 滴加方式對錫直收率的影響

二水氯化亞錫和焦磷酸鈉物質的量比為2∶1.1，二水氯化亞錫質量分數(shù)為20%，焦磷酸鈉的質量分數(shù)為 7%，終點pH值為6，反應溫度為 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)對錫直收率的影響，結果如表4。

表4 滴加方式對錫直收率的影響

從表4可知，不同滴加方式對錫直收率有影響，正滴加更有利于錫直收率。

2.3 反應溫度對錫直收率的影響

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

表5 反應溫度對錫直收率的影響

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

2.4 焦磷酸鈉溶液濃度對錫直收率的影響

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

表6 焦磷酸鈉質量分數(shù)對錫直收率的影響

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

2.5 洗滌方式對錫直收率的影響

二水氯化亞錫和焦磷酸鈉的物質的量比為2∶1.1，二水氯化亞錫質量分數(shù)為20%，焦磷酸鈉的質量分數(shù)為7%，反應溫度為 35 ℃，將焦磷酸鈉溶液滴加到氯化亞錫溶液中，終點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次對錫直收率的影響，結果如表7。

表7 洗滌方式對錫直收率的影響

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

通過以上實驗可知，最佳條件為:終點pH值為6～7,反應溫度為30～40 ℃,焦磷酸鈉溶液質量分數(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99.2%。

3 結語

實驗研究了影響合成焦磷酸亞錫錫直收率的因素，實驗表明，最佳條件是：終點pH值為6～7，反應溫度為30～40 ℃，焦磷酸鈉溶液質量濃度為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99.2%。