焦磷酸亚锡合成收率影响因素探讨

白仁斗,张维元,花 蓓,谢彩飞,黄 潇

(云锡锡化工材料有限责任公司，云南 个旧 661000)

焦磷酸亚锡是一种重要的锡化工原料——在电镀镀锡领域，可以作为无氰电镀原料；在牙膏制造领域，可以作为防止牙病的一种添加剂。焦磷酸亚锡主要通过锡盐跟焦磷酸盐复分解反应制备[1]。廖珍旭研究了反应终点pH值、反应液温度、真空烘干时间、烘干真空度对产品浊度的影响[2]；叶有明通过研究焦磷酸钠跟氯化亚锡的滴加顺序、反应液浓度、反应温度、烘干温度、烘干真空度对产品浊度的影响，得到最佳工艺条件，制备的产品在焦磷酸钾溶液中的溶解度达到100%[3]。锡直收率直接影响焦磷酸亚锡生产成本，但相关合成焦磷酸亚锡锡直收率影响的报道很少。因此，本工作拟研究对合成锡直收率的影响，以得到最佳工艺条件，提高锡直收率。

1 实验部分

1.1 实验设备和原料

实验设备如表1。

表1 实验所用主要设备

实验原料如表2。

表2 实验所用主要原料

1.2 制备焦磷酸亚锡工艺流程

制备焦磷酸亚锡的工艺流程如图1所示。

图1 制备焦磷酸亚锡的工艺流程图

二水氯化亚锡和焦磷酸钠的物质的量比为2∶1.1。质量分数为20%的二水氯化亚锡，一定浓度焦磷酸钠溶液，在一定温度条件下，200 r/min 搅拌反应 50 min。调终点pH值，抽滤得到滤饼，洗涤、抽滤。滤饼在 80 ℃ 下真空烘烤得到焦磷酸亚锡。本文主要研究反应终点pH值、反应温度、滴加方式、洗涤方式、焦磷酸钠浓度等对锡直收率的影响。

2 结果与讨论

2.1 反应终点pH值对锡直收率的影响

二水氯化亚锡和焦磷酸钠的物质的量比为2∶1.1，二水氯化亚锡质量分数为20%，焦磷酸钠的质量分数为7%。将焦磷酸钠溶液滴加到氯化亚锡溶液中，反应温度为 30 ℃，用水洗涤3次，探究不同终点pH值对锡直收率的影响，结果如表3。

表3 终点pH值对锡直收率的影响

从表3可知，终点pH值对合成焦磷酸亚锡锡直收率影响较大，pH值达到6时，锡直收率最大，pH值大于6之后，锡直收率反而减小，最佳终点pH值为6～7。

2.2 滴加方式对锡直收率的影响

二水氯化亚锡和焦磷酸钠物质的量比为2∶1.1，二水氯化亚锡质量分数为20%，焦磷酸钠的质量分数为 7%，终点pH值为6，反应温度为 30 ℃，用水洗涤3次，探究焦磷酸钠溶液滴加到氯化亚锡溶液(正滴)和氯化亚锡溶液滴加到焦磷酸钠溶液(反滴)对锡直收率的影响，结果如表4。

表4 滴加方式对锡直收率的影响

从表4可知，不同滴加方式对锡直收率有影响，正滴加更有利于锡直收率。

2.3 反应温度对锡直收率的影响

二水氯化亚锡和焦磷酸钠物质的量比为2∶1.1，二水氯化亚锡质量分数为20%，焦磷酸钠的质量分数为7%，将焦磷酸钠溶液滴加到氯化亚锡溶液中，终点pH值为6，用水洗涤3次，探究不同反应温度对锡直收率的影响，结果如表5。

表5 反应温度对锡直收率的影响

从表5可知，反应温度对锡直收率有影响，最佳反应温度为30～40 ℃，反应温度高于 40 ℃ 后，锡直收率反而降低。

2.4 焦磷酸钠溶液浓度对锡直收率的影响

二水氯化亚锡和焦磷酸钠的物质的量比为2∶1.1，二水氯化亚锡质量分数为20%，反应温度为 35 ℃，将焦磷酸钠溶液滴加到氯化亚锡溶液中，终点pH值为6，用水洗涤3次，探究焦磷酸钠溶液质量分数对锡直收率的影响，结果如表6。

表6 焦磷酸钠质量分数对锡直收率的影响

从表6可知，焦磷酸钠溶液的质量分数对锡直收率有影响，焦磷酸钠溶液最佳质量分数为5%～8%;超过8%，锡直收率越小。

2.5 洗涤方式对锡直收率的影响

二水氯化亚锡和焦磷酸钠的物质的量比为2∶1.1，二水氯化亚锡质量分数为20%，焦磷酸钠的质量分数为7%，反应温度为 35 ℃，将焦磷酸钠溶液滴加到氯化亚锡溶液中，终点pH值为6，探究用水洗涤3次和用水洗涤之前用酒精洗涤1次对锡直收率的影响，结果如表7。

表7 洗涤方式对锡直收率的影响

从表7可知，用水洗涤之前先用酒精洗涤1次，对锡直收率影响很大(从97.7%提高到99.2%)。

通过以上实验可知，最佳条件为:终点pH值为6～7,反应温度为30～40 ℃,焦磷酸钠溶液质量分数为5%～8%,焦磷酸钠溶液滴加到氯化亚锡溶液中,用水洗涤之前用酒精洗涤1次。在最佳条件下制备焦磷酸亚锡，锡直收率可达99.2%。

3 结语

实验研究了影响合成焦磷酸亚锡锡直收率的因素，实验表明，最佳条件是：终点pH值为6～7，反应温度为30～40 ℃，焦磷酸钠溶液质量浓度为5%～8%，焦磷酸钠溶液滴加到氯化亚锡溶液中，用水洗涤之前用酒精洗涤1次。在最佳条件下制备焦磷酸亚锡，锡直收率可达99.2%。