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工业上为了减缓管道结垢和腐蚀问题,通常投加含磷类的化工合成阻垢剂解决这一问题,但是聚合物阻垢剂污染水资源,不易降解。本文采用人工配置溶液加速CaCO3和CaSO4结晶析出,将此溶液称为混合盐溶液,研究天然阻垢剂（单宁酸、木质素和羧甲基纤维素钠）对CaCO3＆CaSO4混合垢作用规律,为天然阻垢剂的研究提供理论依据。具体研究内容及结果如下:（1）动态循环实验装置模拟工业冷却水结垢,通过浊度法和电导率法研究温度、硬度和杂质离子对CaCO3成核结晶的影响。结果表明:温度升高,导致CaCO3的溶解度降低,促进CaCO3成核;水质的硬度越高,溶液中Ca2+浓度越高,增加CaCO3沉积量且严重腐蚀U型加热管;Mg2+和SO42-杂质离子存在,溶液浊度值升高,表明生成CaCO3微晶,晶粒尺寸减小,从而使结垢量下降。（2）通过静态阻垢法、电导率法、浊度法和钙离子浓度法评价天然阻垢剂对CaCO3垢和CaCO3＆CaSO4混合垢的作用规律。研究表明:单宁酸、木质素和羧甲基纤维素钠阻CaCO3＆CaSO4混合垢的阻垢率高于阻CaCO3垢;混合盐溶液温度为80℃时,天然阻垢剂的阻垢效果较差,这是因为随着混合盐溶液温度升高,CaCO3和CaSO4溶解性降低,减少天然阻垢剂与Ca2+的结合几率:混合盐溶液硬度超过500°后继续增加溶液硬度,阻垢率降低;单宁酸适用于中低硬度溶液;木质素在中高硬度溶液表现良好的阻垢性能;羧甲基纤维素钠的阻垢率低于单宁酸和木质素,但是对溶液硬度的要求较低。500°混合盐溶液,温度为65℃,单宁酸浓度为50mg/L时阻垢率达到90.74%。（3）通过静态失重法并辅以吸附热力学理论研究天然阻垢剂的缓蚀性能和缓蚀机理,研究表明这三种天然阻垢剂在其浓度为70 mg/L时,缓蚀效果最好,缓蚀率为单宁酸（62.57%）＞木质素（50%）＞羧甲基纤维素钠（36.21%）。单宁酸的缓蚀效果最佳,在碳钢表面的覆盖度较大,表明碳钢表面为单宁酸提供活性吸附中心用以增加单宁酸在碳钢表面的吸附量,减少混合盐溶液对碳钢的腐蚀。通过吸附热力学理论,结果表明天然阻垢剂的标准吉布斯吸附自由能-20 KJ/mol＞ΔGads＞-40 KJ/mol,其中单宁酸的吸附焓ΔHads＜0,吸附熵ΔSads＞0,表明天然阻垢剂在碳钢表面的吸附方式为混合吸附,吸附过程是自发、熵增和放热的过程。（4）设计静态正交实验优化天然阻垢剂协同阻垢率,通过极差分析和趋势图得到天然复配阻垢剂的最佳浓度配比为单宁酸30 mg/L、木质素20 mg/L和羧甲基纤维素钠15 mg/L,其阻垢率为92.59%,缓蚀率为30.64%。利用动态试验研究在500°混合盐溶液温度为50℃时单宁酸和协同阻垢实验的阻垢率分别为66.23%和34.81%,其研究结果与电导率法、浊度法和钙离子浓度法一致。（5）采用XRD对CaCO3＆CaSO4混合垢样进行表征,结果表明:经过天然阻垢剂处理后CaCO3晶型由文石变为方解石;协同阻垢实验在29.47°处的方解石特征峰与单宁酸阻垢实验相比峰值减弱,峰间距变宽,无定型特征加强,表明木质素和羧甲基纤维素的引入,扰乱单宁酸阻CaCO3＆CaSO4结晶时的排列顺序;此外Jade没有检索到CaSO4相关晶相,表明CaSO4垢样较少且附着能力小,存在于溶液中,不易附着于管壁。（6）通过XRD和U型加热管表面垢样形貌图进一步研究天然阻垢剂的阻垢机理是螯合增溶作用生成水溶性螯合物、分散作用生成小颗粒晶体、晶格畸变导致晶相变化和阈值效应。通过吸附热力学理论和不锈钢储液罐表面的垢样形貌图表明天然阻垢剂在碳钢表面的吸附方式为混合吸附,天然阻垢剂处理后的混合垢样呈分散、紧密的小颗粒垢,在不锈钢储液罐表面形成一层吸附膜,延缓混合盐溶液对碳钢的腐蚀。图42幅,表19个,参考文献77篇。