純堿行業(yè)中制備合格的精鹽水要對(duì)鹽水進(jìn)行澄清，雜質(zhì)的沉降速度及沉降效果對(duì)鹽水的質(zhì)量起著決定性作用，聚丙烯酰胺是一種具有極性基團(tuán)的有機(jī)大分子有機(jī)物，不僅可以吸附沉淀物，而且借助大分子的分子鏈長(zhǎng)，在顆粒之間能夠“架橋”形成空同網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大小均勻的絮狀物，使沉淀速度大為提高，且對(duì)沉降效果也有明顯改善。
1、引言
在純堿行業(yè)中生產(chǎn)的首道工序是制備合格的精鹽水，其中除掉粗鹽水中的鈣、鎂雜質(zhì)離子對(duì)鹽水進(jìn)行澄清，鹽水的澄清效果對(duì)純堿的產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用，在鹽水澄清過程中，除了保證加入適量的合格苛化液，還要確保鹽水中的沉淀分子能夠較快地、完全地從鹽水溶液中沉淀下來，我們一般采用加入助沉劑的方法改善澄清效果。
2、聚丙烯酰胺的應(yīng)用
聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）縮寫PAM，[分子式]C3H5NO，產(chǎn)品俗稱絮凝劑或凝聚劑，密度—1.3g/cm3，是線狀高分子聚合物，分子量在300-2500萬之間，固體產(chǎn)品外觀為白色粉顆，液態(tài)為無色黏稠膠體狀，易溶于水，幾乎不溶于有機(jī)溶劑。應(yīng)用時(shí)宜在常溫下溶解，溫度超過150℃時(shí)易分解。屬非危險(xiǎn)品、無毒、無腐蝕性。固體聚丙烯酰胺有吸濕性、絮凝性、黏合性、降阻性、增稠性、同時(shí)穩(wěn)定性好。該產(chǎn)品的分子能與分散于溶液中的懸浮粒子架橋吸附，有著較強(qiáng)的絮凝作用。貯存時(shí)注意防潮、防雨、避免陽光曝曬。
該產(chǎn)品具有高分子化合物的水溶性以及其主鏈上活潑的酰基，因而在石油開采、水處理、紡織印染、造紙、選礦、洗煤、醫(yī)藥、制糖、養(yǎng)殖、建材、農(nóng)業(yè)等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用，有“百業(yè)助劑”之稱。
聚丙烯酰胺在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用主要包括原水處理、污水處理和工業(yè)水處理3個(gè)方面。在原水處理中，聚丙烯酰胺與活性炭等配合使用，可用于生活水中懸浮顆粒的凝聚和澄清；在污水處理中，聚丙烯酰胺可用于污泥脫水；在工業(yè)水處理中，主要用作配方藥劑。
在原水處理中，用有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺代替無機(jī)絮凝劑，即使不改造沉降池，凈水能力也可提高20%多。所以目前在工業(yè)領(lǐng)域中，采用聚丙烯酰胺做絮凝劑用以除去雜質(zhì)分子是很理想的選擇。采用聚丙烯酰胺作絮凝劑可促進(jìn)各種制造業(yè)尤其是化工行業(yè)回收水中固體物的沉降，使水澄清，同時(shí)可回收有用的固體顆粒，避免對(duì)環(huán)境造成污染。
3、聚丙烯酰胺絮凝機(jī)理、溶解工藝及投加工藝
3.1 聚丙烯酰胺的絮凝機(jī)理
上世紀(jì)50年代起，美國率先開發(fā)聚丙烯酰胺作凈水處理絮凝劑以來，其生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展迅速，上世紀(jì)60年代以來，歐美國家已普遍使用聚丙烯酰胺作凈水處理絮凝劑。國內(nèi)上世紀(jì)60年代起，在長(zhǎng)江、黃河流域的飲用水廠廣泛應(yīng)用聚丙烯酰胺于高濁水的凈化處理，和城市污水和工業(yè)廢水處理；上世紀(jì)90年代起，某些水源受污染較嚴(yán)重的飲用水廠，開始使用聚丙烯酰胺作凈水處理助凝劑。
聚丙烯酰胺是應(yīng)用較多的人工合成絮凝劑。其分子鏈很長(zhǎng)，它的酰胺基（-CONH2）可與許多物質(zhì)親和、吸附形成氫鍵，這就使它能在吸附的粒子之間架橋，使數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)粒子連接在一起，生成絮團(tuán)，加速粒子下沉，使它成為較理想的絮凝劑。這同一般絮凝機(jī)理類似，即一個(gè)分子能同時(shí)吸附幾個(gè)粒子，使它們拉在一起，迅速沉降，沉降的速率取決于絮凝劑的濃度和懸浮固體的濃度。
經(jīng)過凈水專家多年的水處理應(yīng)用研究，普遍認(rèn)為聚丙烯酰胺的絮凝原理是：
① 由于其具有極性基因—酰胺基，易于借其氫健的作用在泥沙顆粒表面吸附；
② 因其有很長(zhǎng)的分子鏈，大數(shù)量級(jí)的長(zhǎng)鏈在水中有巨大的吸附表面積，故絮凝作用好，能利用長(zhǎng)鏈在顆粒之間架橋，形成大顆粒的絮凝體，加速沉降；
③ 借助于聚丙烯酰胺的絮凝—助凝，在凈水處理的泥凝過程中可能發(fā)生雙電離壓縮，使顆粒聚集穩(wěn)定性降低，在分子引力作用下顆粒結(jié)合起來，分散相的簡(jiǎn)單陰離子可以被聚合物陰離子基團(tuán)所取代；
④ 高分子和天然水組成中的物質(zhì)和水中懸浮物，或在它之前投加的水解混凝劑的離子之間發(fā)生化學(xué)相互作用，可能是絡(luò)合反應(yīng)；
⑤ 由于分子鏈固定在不同顆粒的表面上，各個(gè)固相顆粒之間形成聚合橋。
聚丙烯酰胺是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的高分子化合物。由于分子側(cè)鏈上酰胺基的活性，使聚合物獲得了許多寶貴的性能。
3.2 聚丙烯酰胺的溶解
固體粉末產(chǎn)品使用前先將固體顆粒溶解成1‰-5‰濃度的水溶液，以便迅速發(fā)揮效力，為防止溶解過程粉末結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，聚丙烯酰胺的溶解需要有一定的溫度，以加快溶解速度。但溫度過高，又會(huì)使高聚物的分子鏈斷裂，降低使用效果，較適宜的溶解溫度為50-60℃。
在攪拌下將粉末緩慢加入，攪拌至完全溶解，攪拌葉片不能有棱角，且轉(zhuǎn)速不易太快，并應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間劇烈的機(jī)械剪切。建議攪拌器轉(zhuǎn)速為60-200r/min，否則會(huì)導(dǎo)致聚合物降解，影響使用效果。
輸送時(shí)亦應(yīng)避免采用高速離心泵，較適宜采用活塞泵或隔膜泵。
溶液的存放時(shí)間不要超過5天，盡可能的現(xiàn)配現(xiàn)用，配置藥品水溶液時(shí)應(yīng)在搪瓷、鍍鋅、鋁制品或塑料桶內(nèi)進(jìn)行，盡量避免使用鐵制容器。在對(duì)懸濁液添加絮凝劑水溶液之后，如果長(zhǎng)時(shí)間激烈地進(jìn)行攪拌的話，將會(huì)破壞已經(jīng)形成的絮凝物。
關(guān)于聚丙烯酰胺的投加量，要根據(jù)不同的水源水質(zhì)和凈水工藝特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)來確定。
國外有關(guān)資料介紹，高分子絮凝劑絮凝過程可存在以下規(guī)律；
① 當(dāng)高分子絮凝劑投量保證覆蓋可容覆蓋的因體顆粒表面部位時(shí)，可達(dá)到較佳條件；
② 顆粒表面被聚合物分子過飽和，就會(huì)導(dǎo)致絮凝惡化，因?yàn)樵谶@種情況下高分子的自由末端也可以吸附在同一表面上，形成彎曲狀，相鄰顆粒間的架橋結(jié)合數(shù)因而減少；
③ 當(dāng)強(qiáng)烈的攪拌到能夠破壞聚合物的結(jié)合時(shí)，就會(huì)發(fā)生已絮凝顆粒的散開，如果高分子絮凝劑投量少于較佳投量，則架橋鍵更弱；
④ 聚合物較佳投量和分散相顆粒表面上容許吸附的面積之間存在線性關(guān)系。
3.3 陰離子聚丙烯酰胺
產(chǎn)品特性：
陰離子聚丙烯酰胺（APAM）外觀為白色粉粒，分子量從600萬到2500萬。水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有機(jī)溶劑。有效的pH值范圍為7-14，在中性堿性介質(zhì)中呈高聚合物電解質(zhì)的特性，與鹽類電解質(zhì)敏感，與高價(jià)金屬離子能交聯(lián)成不溶性凝膠體。
表1 陰離子聚丙烯酰胺（APAM）主要技術(shù)指標(biāo)
| 外觀 | 白色顆粒 |
| 固含量，% | ≥88 |
| 分子量，萬 | 600-1800 |
| 荷密度，% | 10-40（mole） |
用途：
工業(yè)廢水處理：對(duì)于懸浮顆粒，較大、濃度高、粒子帶陽電荷，水的pH值為中性或堿性的污水，效果更好。沉淀出來的物質(zhì)再壓濾進(jìn)行回收。
4、結(jié)語
綜上所述：純堿行業(yè)中精鹽水的澄清過程采用陰離子聚丙烯酰胺做為助沉劑，了解了聚丙烯酰胺的物化特性，掌握了它的溶解工藝，聚丙烯酰胺的科學(xué)使用不僅減少了浪費(fèi)，節(jié)約了成本，而且為保護(hù)環(huán)境做出了較大貢獻(xiàn)。
