纯碱行业中制备合格的精盐水要对盐水进行澄清，杂质的沉降速度及沉降效果对盐水的质量起着决定性作用，聚丙烯酰胺是一种具有极性基团的有机大分子有机物，不仅可以吸附沉淀物，而且借助大分子的分子链长，在颗粒之间能够“架桥”形成空同网状结构大小均匀的絮状物，使沉淀速度大为提高，且对沉降效果也有明显改善。
1、引言
在纯碱行业中生产的首道工序是制备合格的精盐水，其中除掉粗盐水中的钙、镁杂质离子对盐水进行澄清，盐水的澄清效果对纯碱的产品质量起着决定性作用，在盐水澄清过程中，除了保证加入适量的合格苛化液，还要确保盐水中的沉淀分子能够较快地、完全地从盐水溶液中沉淀下来，我们一般采用加入助沉剂的方法改善澄清效果。
2、聚丙烯酰胺的应用
聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）缩写PAM，[分子式]C3H5NO，产品俗称絮凝剂或凝聚剂，密度—1.3g/cm3，是线状高分子聚合物，分子量在300-2500万之间，固体产品外观为白色粉颗，液态为无色黏稠胶体状，易溶于水，几乎不溶于有机溶剂。应用时宜在常温下溶解，温度超过150℃时易分解。属非危险品、无毒、无腐蚀性。固体聚丙烯酰胺有吸湿性、絮凝性、黏合性、降阻性、增稠性、同时稳定性好。该产品的分子能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸附，有着较强的絮凝作用。贮存时注意防潮、防雨、避免阳光曝晒。
该产品具有高分子化合物的水溶性以及其主链上活泼的酰基，因而在石油开采、水处理、纺织印染、造纸、选矿、洗煤、医药、制糖、养殖、建材、农业等行业具有广泛的应用，有“百业助剂”之称。
聚丙烯酰胺在水处理领域中的应用主要包括原水处理、污水处理和工业水处理3个方面。在原水处理中，聚丙烯酰胺与活性炭等配合使用，可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚和澄清；在污水处理中，聚丙烯酰胺可用于污泥脱水；在工业水处理中，主要用作配方药剂。
在原水处理中，用有机絮凝剂聚丙烯酰胺代替无机絮凝剂，即使不改造沉降池，净水能力也可提高20%多。所以目前在工业领域中，采用聚丙烯酰胺做絮凝剂用以除去杂质分子是很理想的选择。采用聚丙烯酰胺作絮凝剂可促进各种制造业尤其是化工行业回收水中固体物的沉降，使水澄清，同时可回收有用的固体颗粒，避免对环境造成污染。
3、聚丙烯酰胺絮凝机理、溶解工艺及投加工艺
3.1 聚丙烯酰胺的絮凝机理
上世纪50年代起，美国率先开发聚丙烯酰胺作净水处理絮凝剂以来，其生产和应用发展迅速，上世纪60年代以来，欧美国家已普遍使用聚丙烯酰胺作净水处理絮凝剂。国内上世纪60年代起，在长江、黄河流域的饮用水厂广泛应用聚丙烯酰胺于高浊水的净化处理，和城市污水和工业废水处理；上世纪90年代起，某些水源受污染较严重的饮用水厂，开始使用聚丙烯酰胺作净水处理助凝剂。
聚丙烯酰胺是应用较多的人工合成絮凝剂。其分子链很长，它的酰胺基（-CONH2）可与许多物质亲和、吸附形成氢键，这就使它能在吸附的粒子之间架桥，使数个甚至数十个粒子连接在一起，生成絮团，加速粒子下沉，使它成为较理想的絮凝剂。这同一般絮凝机理类似，即一个分子能同时吸附几个粒子，使它们拉在一起，迅速沉降，沉降的速率取决于絮凝剂的浓度和悬浮固体的浓度。
经过净水专家多年的水处理应用研究，普遍认为聚丙烯酰胺的絮凝原理是：
① 由于其具有极性基因—酰胺基，易于借其氢健的作用在泥沙颗粒表面吸附；
② 因其有很长的分子链，大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积，故絮凝作用好，能利用长链在颗粒之间架桥，形成大颗粒的絮凝体，加速沉降；
③ 借助于聚丙烯酰胺的絮凝—助凝，在净水处理的泥凝过程中可能发生双电离压缩，使颗粒聚集稳定性降低，在分子引力作用下颗粒结合起来，分散相的简单阴离子可以被聚合物阴离子基团所取代；
④ 高分子和天然水组成中的物质和水中悬浮物，或在它之前投加的水解混凝剂的离子之间发生化学相互作用，可能是络合反应；
⑤ 由于分子链固定在不同颗粒的表面上，各个固相颗粒之间形成聚合桥。
聚丙烯酰胺是一种化学性质比较活泼的高分子化合物。由于分子侧链上酰胺基的活性，使聚合物获得了许多宝贵的性能。
3.2 聚丙烯酰胺的溶解
固体粉末产品使用前先将固体颗粒溶解成1‰-5‰浓度的水溶液，以便迅速发挥效力，为防止溶解过程粉末结团现象，聚丙烯酰胺的溶解需要有一定的温度，以加快溶解速度。但温度过高，又会使高聚物的分子链断裂，降低使用效果，较适宜的溶解温度为50-60℃。
在搅拌下将粉末缓慢加入，搅拌至完全溶解，搅拌叶片不能有棱角，且转速不易太快，并应避免长时间剧烈的机械剪切。建议搅拌器转速为60-200r/min，否则会导致聚合物降解，影响使用效果。
输送时亦应避免采用高速离心泵，较适宜采用活塞泵或隔膜泵。
溶液的存放时间不要超过5天，尽可能的现配现用，配置药品水溶液时应在搪瓷、镀锌、铝制品或塑料桶内进行，尽量避免使用铁制容器。在对悬浊液添加絮凝剂水溶液之后，如果长时间激烈地进行搅拌的话，将会破坏已经形成的絮凝物。
关于聚丙烯酰胺的投加量，要根据不同的水源水质和净水工艺特点，通过实验来确定。
国外有关资料介绍，高分子絮凝剂絮凝过程可存在以下规律；
① 当高分子絮凝剂投量保证覆盖可容覆盖的因体颗粒表面部位时，可达到较佳条件；
② 颗粒表面被聚合物分子过饱和，就会导致絮凝恶化，因为在这种情况下高分子的自由末端也可以吸附在同一表面上，形成弯曲状，相邻颗粒间的架桥结合数因而减少；
③ 当强烈的搅拌到能够破坏聚合物的结合时，就会发生已絮凝颗粒的散开，如果高分子絮凝剂投量少于较佳投量，则架桥键更弱；
④ 聚合物较佳投量和分散相颗粒表面上容许吸附的面积之间存在线性关系。
3.3 阴离子聚丙烯酰胺
产品特性：
阴离子聚丙烯酰胺（APAM）外观为白色粉粒，分子量从600万到2500万。水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的pH值范围为7-14，在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性，与盐类电解质敏感，与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。
表1 阴离子聚丙烯酰胺（APAM）主要技术指标
| 外观 | 白色颗粒 |
| 固含量，% | ≥88 |
| 分子量，万 | 600-1800 |
| 荷密度，% | 10-40（mole） |
用途：
工业废水处理：对于悬浮颗粒，较大、浓度高、粒子带阳电荷，水的pH值为中性或碱性的污水，效果更好。沉淀出来的物质再压滤进行回收。
4、结语
综上所述：纯碱行业中精盐水的澄清过程采用阴离子聚丙烯酰胺做为助沉剂，了解了聚丙烯酰胺的物化特性，掌握了它的溶解工艺，聚丙烯酰胺的科学使用不仅减少了浪费，节约了成本，而且为保护环境做出了较大贡献。
