0 引言
众所周知，我国钼酸铵产品的发展速度迅速，但工艺与设备相对落后，产品粒度均匀性和稳定性都较差，严重影响到相关产业的发展，因此，应当深入探讨今后的发展思路，其中包括抗团聚工艺与连续蒸发结晶设备等两个方面。
从目前国内结晶工艺看，钼酸铵产品存在的问题，一方面是结晶过程中的团聚度不可控、产品理化指标不稳定，另一方面是粒度分布范围宽、不均匀。因此，钼酸铵产品的抗团聚工艺与产品均匀化，乃是今后进行技改的最重要目标之一。文献［1～19］指出，在工艺方面，阴离子表明活性剂是结晶过程抗团聚与产品均匀化的最有效方法之一。文献［4］报导，在结晶设备方面取得的进展包括，金堆城钼业股份有限公司化学分公司已经引进了生产二钼酸铵的连续蒸发结晶器。其产品粒度的可控性及均匀性有所改善。而其他公司，其中包括二钼酸铵及七钼酸铵产品，不但工艺上没有在结晶过程中采用抗团聚剂，而且，设备上都采用间歇式蒸发结晶设备。这就是我国钼酸铵产品及其相关产业质量落后的技术根源。
抗团聚剂是一类专用表面活性剂，它们是多链式高分子聚合物，具有独特的化学结构。其中是由非极性、亲油性烷基与亲水性、极性基团等两大部分组成的。笔者认为，抗团聚的理论解释包括，它们的物理功能是降低液-液以及固-液之间的界面张力，提高传质速度；它们的化学功能是通过各种化学键与固体界面相结合，以改变固体表面的化学性质，防止固体微粒之间发生团聚与长大，因此，界面张力的降低为提高晶核的形成与生长速度奠定了动力学基础；晶核表面的改性为抑制晶核的长大奠定了微观结构性基础。总之，抗团聚作用的物理基础是界面张力的降低，化学作用的基础是晶体微粒的表面改性。
本文从理论以及技术等方面，对钼酸铵结晶过程中采用抗团聚剂以及连续蒸发结晶器的选择依据与准则，进行深入分析。其中，不但要涉及在众多表面活性剂中应当根据它们的结构与表面张力等理化指标进行筛选和判断，以优先选择那些表面张力小以及亲水性强的阴离子型抗团聚剂，而且要涉及在诸多连续结晶器中应当选择那些结晶环境最佳、产品粒度均匀的结晶器，例如奥斯陆连续蒸发结晶器。
中国钼工业，其中包括钼酸铵、化工制品、金属钼制品等，虽然已经有50多年的发展历程，基本上已经形成了比较完整的工业体系。它们的产量已居世界前列，但是，产品质量亟需提高。下游产品的质量受制于上游产品的质量，因此，虽然很多文献对四钼酸铵［5～10］、二钼酸铵［12、13、16、17］、七钼酸铵18］进行了研究，但是，缺少工艺与设备等根本上的技术改造，就很难彻底解决问题。
1 钼酸铵结晶过程中的抗团聚剂
所谓钼酸铵结晶过程中的抗团聚剂是指一方面具有降低液体表面张力的物理功能，另一方面具有与晶核表面发生化学作用的化学功能的高分子聚合物。迄今，这种抗团聚作用不但已经获得八钼酸铵结晶过程的实践验证［1］，而且已经获得了仲钨酸铵晶体的实践验证［2］。它们可称作钼酸铵结晶以及钨酸铵结晶过程的抗团聚剂。由此可见，钨酸铵[ll]和钼酸铵结晶过程十分相似。它们在工艺以及设备方面具有许多共性。中国钼业的每一步前进，必将带动中国钨业的前进。
表1是文献［1］制备八钼酸铵，(nh4)4mo8o26结晶过程中，抗团聚剂种类、结构对八钼酸铵结晶过程的抗团聚作用的试验数据。表1结果证明，使用阴离子型抗团聚剂获得八钼酸铵晶体粒度范围最细（60～90 nm）;非离子型抗团聚剂获得的八钼酸铵晶体产品粒度范围最大（3 950～4 300 nm）;阳离子型与两性抗团聚剂获得的晶体粒度范围分别是（280～750 nm）以及（2 350～2 980 nm）。 表1抗团聚剂种类对八钼酸铵粒度的影响［1］
表1结果证明，抗团聚剂不但要能够降低溶液的表面张力，而且要能够与晶体微粒表面发生化学作用，其中包括氢键、离子交换、离子吸附等。因此，阴离子型抗团聚剂的抗团聚功能最明显。实际上，它们是抗团聚理论解释的最佳证明。
格里芬（griffin）曾经提出，采用亲水性与亲油性基团的平衡值（hlb）表示表面活性剂的亲水性。因此，它们的hlb值越大，亲水性也越大；完全没有亲水性的石蜡烃，其hlb=0；只有亲水基的聚乙二醇，其hlb=20。
表2是亲水/亲油平衡值决定其溶解性与应用。由表2可见，为了选择钼酸铵结晶过程最适宜的抗团聚剂，应当选择hlb值较高的表面活性剂。毫无疑问，因为5种钼酸铵晶体表面性质、亲水性、形成ph值等均有所不同，因此，每一种钼酸铵晶体的抗团聚剂种类都应当经过试验和筛选，以选择最佳的抗团聚剂的种类以及临界浓度等参数。
表2亲水/亲油平衡值决定其溶解性与应用
在众多表面活性剂中，选择合用的抗团聚剂。仅仅有理论指导是不够的，还要进行深入细致的应用试验研究。试验结果证明，在结晶温度、浓度、搅拌速度等常规因素维持恒定的条件下，阴离子型表面活性剂中的抗团聚剂功能，还和它们的临界浓度有密切关系。抗团聚剂的临界浓度也是影响其抗团聚功能的重要因素。对于阴离子型抗团聚剂而言，1×10-5的加入量获得的apt粒度为2.1 μm；7×10-5的加入量粒度不再下降。
表3是不同浓度的阴离子型表面活性剂溶液的表面张力数据。fa-182为烷基铵类表面活性剂，其黏度=50～100 cp，ph=5～7，密度=1.075 g/cm3。a-6045为聚丙烯酰胺类表面活性剂，其为水溶性固体粉末。数据表明，烷基胺类表面活性剂，fa-182具有显著降低水溶液表面张力的功能；聚丙烯酰胺类表面活性剂，a-6045缓慢地降低溶液的表面张力，因此，选择烷基胺类阴离子型钼酸铵表面活性剂将具有显著的抗团聚效果。
表3不同浓度的阴离子型表面活性剂溶液的表面张力数据
通常，对钼酸铵结晶过程的抗团聚机理，其理论解释包括物理和化学等2种功能。所谓物理功能是指降低溶液的界面张力，提高晶核的形成和生长速度；所谓化学功能是指晶核表面的吸附、交换功能的发生，抑制晶核微粒的长大。这与文献［3］中表面活性剂对于钼的浸取所表现的助浸作用是一致的。后者的物理功能是降低氨浸液的表面张力，从而提高钼离子的传质速度以及扩散速度。
资讯来源：钼网站