水處理劑之無機緩蝕劑的結構、性能及影響因素

 

無機緩蝕劑主要應用在中性介質，如工業水處理、金屬加工的工序間防銹、有機溶劑-水多元體系等，主要的成膜類型是氧化膜和沉淀膠兩種。

按在金屬表面形成保護膜的類型，我們分別討論在水處理中應用的無機緩蝕劑的結構、性能及影響因素。

氧化膜型緩蝕劑

1)鉻酸鹽和重鉻酸鹽

鉻酸鹽的作用是它能直接或間接氧化金屬，在金屬表固形成金域氧化物的保護膜(或稱鈍化膜)而抑制腐蝕反應，所形成的鈍化膜能使金屬的腐蝕電位向正方向移動，即出現了鈍化現象。

如果把氧化膜學說和吸附學說兩者綜合起來，可歸納成以下幾點：

(1)首先吸附在鐵表面上局部電池的陽極處，并形成吸附層，在這上面也可以進一步形成幾個分子層厚度的吸附層，這時鐵的開路電位上升到鈍化范圍，可使腐蝕速度大大降低。由于陰極反應主要是溶解氧的還原反應，只有一部分的還原反應，故在近年來的文獻報道中，鉻酸鹽主要是起陽極鈍化作用；但由于它在陰極表面也有吸附作用，因而也有防止溶解氧擴散的作用。

(2)重鉻酸鹽可以在鐵的表面形成厚度較薄的氧的化學吸附膜，它牢固地吸附在鐵的表面上。

(3)在研究鉻酸鹽這類鈍化膜型緩蝕劑時還應指出，鈍化膜型緩蝕劑大多數是氧化劑，但并不是所有的氧化劑都有緩蝕作用。氧化劑是否具有緩蝕作用，與它們的還原反應產物的物理和化學性質有關，可以用電位-pH圖疊加法，通過熱力學鈍化區的變化，預測或判斷氧化劑的緩蝕效應。

例如，過硫酸鹽和過氧化物能氧化金屬,它們是氧化劑，但它們的還原產物硫酸鹽和氧化物多數是水溶性的，就不易在金屬表面吸附而起到緩蝕作用。

使用鉻酸鹽作為冷卻水緩蝕劑效果是很好的，但是當冷卻水中氧離子和硫酸根離子濃度過高或鉻酸鹽用量不足時，則容易引起局部腐蝕，尤其在縫隙或有沉積物的部位。這類緩蝕劑又稱為“危險型緩蝕劑”，這是應用鉻酸鹽類鈍化膜型緩蝕劑時應注意的問題。

鉻酸鹽類緩蝕劑雖然已有多年的應用歷史，但近年來已受到嚴格限制，主要問題是鉻酸鹽對許多水生物有毒，對環境易造成嚴重污染。我國GB8978—1996污水綜合排放標準規定，第一類污染物六價鉻最高允許排放濃度不得超過0.5mg/L,GB11607--1989漁業水質標準要求鉻≤0.1mg/L，GB5084-1992農田灌溉水質標準對鉻(六價)的限制濃度為≤0.1mg/L。有的國家對鉻的排放標準規定更嚴,要求六價鉻小于0.05mg/L。

盡管鉻酸鹽或重鉻酸鹽對水生生物、哺乳動物、人類都有較大的毐性，對環境會產生嚴重的污染，但它們對鐵金屬有極好的保護效果，常使人們不愿舍棄它們，因此可采用既用它們作緩蝕劑又不產生污染的清治生產的方法——零排污技術，或者將排污水中的鉻冋收。

總之，鉻酸鹽用作水介質的緩濁劑并有以下特點:①成膜迅速、牢固、緩蝕率高:②對水中離子寬容度大，即對不同水質的適應性強;③沒有細菌繁殖的問題;④價格便宜,其主要缺點是有相當大的毒性，可能對環境會產生嚴重污染。