堆浸中防结垢剂的作用机理

关于防结垢剂的作用机理，目前还不十分清楚，说法也不完全一致。多数认为防结垢剂起晶核分散剂、结晶晶形改变剂、介质稳定剂的作用。

一、晶核分散剂作用

碳酸钙晶核吸附防结垢剂分子于其表面后，由于电子或空间结构上给予晶核以斥力，从而溶液中的晶核互相之间不能聚集形成沉淀，而呈良好的分散状态。例如往pH为7～8的含有大量重碳酸钙的溶液中加入氢氧化钠，立即会生成大量白色的碳酸钙结晶沉淀；但如事先往含重碳酸钙的溶液中加入2×10^－5的三聚磷酸钠，再加入氢氧比钠，则溶液中不出现白色碳酸钙结晶沉淀，此时溶液的透明度变差些。三聚磷酸钠不可能溶解碳酸钙沉淀，而是将肉眼看不见的碳酸钙晶核分散于溶液中，使其不能聚集形成大的结晶。

二、结晶晶形改变剂作用

碳酸钙结晶晶形本来是对称的，但当碳酸钙晶核吸附了防结垢剂分子于其表面后，使碳酸钙结晶晶形变为不对称，而且在乎面方向上生长，变为球状（见图1），这样防结垢剂的加入，导致了晶形的改变。不对称的结晶降低了其表面的吸附倾向，从而抑制了垢的生成。

图1  加防结垢剂前后的两种碳酸钙结晶对比

（a）未加防结垢剂碳酸钙结晶  （b）加防结垢剂后碳酸钙结晶

三、介质稳定剂作用

介质中存在不稳定因素会促使结垢的生成。引起介质不稳定的原因是多方面的，如压力、流速、流型等的急骤变化，或由于介质内某些组分的浓度发生较大变化。当介质内的Ca^2＋或CO₃^2－的浓度增大超过其溶度积时就会生成CaCO₃结晶，但如果加入的防结垢剂分子能与Ca^2＋或CO₃^2－相互作用，形成一种稳定性非常高的、可溶性的、类似于络合物或复盐一类的物质，这势必使Ca^2＋或CO₃^2－在溶液中的浓度稳定，其结果是人为地造成碳酸钙新的可溶性性能，从而抑制或延缓了结垢，因为防结垢剂的加入，改变了敏感的沉淀－溶解平衡。