水处理剂系指为了除去水中的大部分有害物质（如腐蚀物、金属离子、污垢及微生物等），得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学药品。水处理剂广泛用于石油、化工、冶金、交通、轻工、纺织等工业部门。水处理剂包括缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、净化剂、清洗剂、预膜剂等。在实际应用中，往往使用复合配方的水处理剂，或者综合应用各类水处理剂。

水处理剂具有很强的专用性，不同的使用目的和处理对象，要求不同的水处理剂。例如，城市给水是以除去水中的悬浮物为主要对象，使用的药剂主要是絮凝剂；锅炉给水主要解决结垢腐蚀问题，使用的药剂为阻垢剂、缓蚀剂、除氧剂；冷却水处理主要解决腐蚀和菌类滋生，采用的药剂为阻垢剂、缓蚀剂和杀菌灭藻剂；污水处理，主要是除去有害物质、重金属离子、悬浮体和脱除颜色，所使用的药剂主要为絮凝剂、螯合剂等。

1.缓蚀剂

添加到腐蚀介质中能抑制或降低金属腐蚀过程的一类化学物质称为缓蚀剂或腐蚀抑制剂。

缓蚀剂作为金属溶解的抑制剂，不仅用在金属酸洗中，还广泛用于冷却水处理、化学研磨、电解研磨、电镀、刻蚀等同时发生金属溶解的各个工业方面。当腐蚀介质为冷却水时，应用的缓蚀剂叫冷却水缓蚀剂。缓蚀剂的种类很多，通常可按照缓蚀剂在金属表面形成保护膜的成膜机理不同分为钝化膜型（如铬型盐、亚硝酸钠、钥酸盐、钨酸盐等）、沉淀膜型（如聚磷酸盐、锌盐巯基苯骄噻唑、苯骄三氮唑等）和吸附膜型（有机胺、硫醇类、某些表面活性剂、木质素类、葡萄糖酸盐）。

1.1钨系缓蚀剂

钨系水处理剂因其无毒无公害，加上我国有着丰富的钨矿资源，因此开发应用前景广阔。钨酸钠是常用的钨系缓蚀剂，其分子式为Na₂WO₄·2H₂O，它是无色或白色斜方晶体。可由黑钨矿用烧碱分解后经蒸浓结晶等步骤制备，发生的化学反应如下：

MnWO₄·FeWO₄+4NaOH→2Na₂WO₄+Fe(OH)₂·Mn(OH)₂

Na₂WO₄+CaCl₂→CaWO₄+2NaC1

CaWO₄+2HC1→CaC1₂+H₂WO₄

H₂WO₄+2NaOH→Na₂WO₄·2H₂O

生产工艺流程见图10-20。

图10-20钨酸钠生产工艺流程图

将粉碎至320目以下的黑钨矿加入碱解灌D101中，再加入30％氢氧化钠溶液压煮，生成钨酸钠溶液。钨酸钠溶液经过滤后泵入合成釜D102中，加入氯化钙，控制温度在70～95℃反应2～4h,降温。物料导入洗涤罐D103中，加水洗涤；再在酸解罐D104中加入盐酸酸解1～2h。酸解后的物料在中和罐D105中中和，再经蒸发、结晶、脱水干燥后得钨酸钠产品。

每吨Na₂WO₄·2H₂O (>99%）的原料消耗为：黑钨矿（WO₃65％) 1.32t，烧碱（NaOH40％)0.715t，盐酸（HCl>30％)2.336t。

1.2杂环类缓蚀剂

常用的杂环类缓蚀剂化合物有巯基苯并噻唑、苯并三氮唑及甲基苯并三氮唑等，它们对钼及铜合金有特殊的缓蚀作用，如与其他缓蚀剂并用，对碳钢亦有缓蚀作用。下面主要介绍巯基苯并噻唑的生产工艺。

巯基苯并噻唑简称MBT，又名2-巯基苯并噻唑，化学名称为2-苯并噻唑硫醇，其巯基上的氢原子能在水溶液中游离出H⁺，它的负离子与铜离子结合生成十分稳定的络合物。MBT是一种对铜或铜合金最有效的缓蚀剂之一，凡冷却的系统中含有铜设备、或者原水中含有一定浓度的铜离子时，一般必须考虑投加MBT一类的铜缓蚀剂。纯的MBT为淡黄色粉末，有微臭和苦味，密度1.42g/cm³,熔点178～180℃。一般以苯胺、二硫化碳和硫黄粉为主要原料合成，反应式如下：

生产工艺流程见图10-21。

图10-21MBT生产工艺流程图

(1)先将高压反应釜D101预热至200℃。在此温度下投入苯胺及溶有硫黄的二硫化碳。将反应混合物加热到250～260℃；加压至8104kPa并保持此温此压进行环合反应。约2.5h后，环合反应完全，减至常压。将环合产物2-巯基苯并噻唑及少量树脂生成物同7～8^oBe的烧碱溶液在F104中制成MBT的钠盐。然后于30～32℃温度下以10⁰Be的硫酸慢慢酸化至pH为9进行过滤。滤去碱不溶物（树脂、硫黄粉等）后的滤液于38～40℃温度下以10⁰ Be的硫酸在F105中中和至pH 7左右。滤取固体，用水洗涤，经千燥、粉碎、筛选、包装即得MBT成品（初熔点≥170℃，含量≥95％,水分≤0.5％，灰分≤0.3％)，收率约84％。滤液为硫酸钠等无机盐，可另外处理。反应过程中生成的硫化氢气体经气体吸收系统用液碱吸收处理。

(2)原料消耗定额：每生产1000kg初熔点≥170℃、含量≥95％的MBT的消耗：苯胺（工业品，98％) 643kg；二硫化碳（工业品，98％) 618kg；烧碱（工业品，95％) 360kg;硫黄粉（工业品，98％) 232kg：硫酸（工业品，92.5％) 496kg。