两种巯基化合物捕收剂的分析与比较

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+ +
ROCSSNa+H2 O
CS2 +NaOH+ROH
分解所得的及合成反应中未反应完全的二硫化碳 、 氢氧化钠相互 反应 , 形成杂质 :
CS2 +2NaOH Na2 CS2 O+H2 O 2NaHS+2NaOH CO2 +2NaOH Na2 S+CS2 3.1.4
生。
Na2 CS2 O+H2 O 2NaHS+CO2 2Na2 S+2H2 O Na2 CO3 +H2 O Na2 CS3
通常捕收性越强选择性越差 。 用于硫化矿分选时 , 其选择性不十分理 想 , 必须与适当的抑制剂配合使用才能达到分选的目的 。 高级黄药也 可用作铜 、 铅等氧化矿的捕收剂 , 但在使用之前 , 需用硫化钠将这些氧 化矿硫化 。 4.2 黑药 捕收性 能 与 黄 药 相 似 , 但 捕 收 能 力 弱 , 特 别 是 对 黄 铁 矿 的 捕 收 能 力弱 , 故在分选含黄铁矿的硫化铜矿 、 硫化铅锌矿时 , 可用黑药作捕收 剂 。 我国主要使用丁铵黑药 , 实践表明 , 丁铵黑药具有下述特点 : 4.2.1 有起泡性 , 故可以不加或少加松醇油等起泡剂 ; 4.2.2 可以在较低 pH 值范围内浮铜或浮铅 , 可节省石灰 ;
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2010 年
第 23 期
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
○ 高校讲坛 ○
科技信息
黑药比 黄 药 稳 定 , 在 酸 性 矿 浆 中 不 像 黄 药 那 样 容 易 分 解 , 也 较 难 氧化 , 但仍可氧化成双黑药 , 例如 , 用碘氧化黑药即成双黄药 。
4.2.3
由于后两个反应在黄药合成即存放时发生 , 因此黄药中可能存在 的杂质有一硫代碳酸钠 、 二硫代碳酸钠 、 硫化钠 、 硫氢化钠 、 碳酸钠 、 游 离碱等 。 3.1.5 黄药在强酸性介质中的情况 黄药在强酸性介质中的除分解生成醇和二硫化碳外 , 溶液中还有 与质子结合的黄原酸 , 溶液中应有如下平衡式存在 :
3.1.3
黄药遇水易分解 当有水分存在及温度较高时 , 黄药将按下式分解 :
C3 H7 OCSSNa , 丁黄药为 C4 H9 OCSSNa 等 。 R 基中含四个碳原子以上者
称高级黄药 。 1.2 黑药 黑 药 学 名 为 二 烃 基 二 硫 代 磷 酸 ( 盐 ), 具 有 如 下 通 式 :(RO ) 2 PSSH (Me ),R 是芳基时称酚黑药 ,R 是烷基时称醇黑药 。 酸式黑药用氨中和 成铵黑药 , 用氢氧化钠中和成钠黑药 , 因此通式中的 Me 可以代表 Na 或 NH4 。
84.64% ,ROCSSH2 占 11.99% 。 在强酸性介质中 , 黄药分解是可逆过程
的主导方面 , 故 在 较 短 时 间 内 绝 大 部 分 黄 药 被 分 解 , 故 在 酸 性 介 质 中 用黄药作捕收剂时 , 药耗较大 。 3.2 黑药 常 用 的 15 号 黑 药 与 25 号 黑 药 是 黑 绿 色 油 状 液 体 , 含 有 游 离 甲 酚 , 有较强的起泡能力 , 使用时可以少用或不用起泡剂 。 甲酚对皮肤有 腐蚀性 , 不宜与皮肤接触 , 以免受损伤 。 酚类毒性大 , 酚黑药中含有大 量游离酚 , 引用水含酚最高容许量为 0.001mg/L , 地面水中甲酚黑药最 大 容 许 量 亦 为 0.001mg/L , 若 浮 选 时 黑 药 用 量 为 20g/T , 则 尾 矿 水 含 甲 酚黑药浓度已超过规定数字百倍以上 , 若不采取措施便会造成污染 , 因此宜少用酚黑药而应推广醇黑药 。 此外 , 黑药还有下述三点重要化 学性质 。 3.2.1 氧化成双黑药
4CH3 CH2 CH2 CH2 OH+P2 S5
70~80°C
2 (CH3 CH2 CH2 CH2 O )2 PSSH+H2 S
(CH3 CH2 CH2 CH2 O )2 PSSH+NH4 (CH3 CH2 CH2 CH2 O )2 PSSNH4
石油醚
3
3. 1
性质
黄药 黄药溶于 水 , 在 水 中 离 解 、 水 解 、 分 解 , 与 重 金 属 离 子 作 用 生 成 难 溶盐 , 能氧化生成双黄药等 , 下面介绍些与保管和使用有关的性质 。
巯基类捕收剂是最典型的阴离子型捕收剂 , 该类捕收剂的特点是 烃链短 , 分子量小 , 极性亲固基都含有二硫键 , 水解后生成含 -SH 基的 产物 。 它们可以很好地浮选有色金属硫化矿和经硫化后的有的色金属 氧化矿 , 如贵金属 、 自 然 铜 的 浮 选 以 及 经 过 硫 化 后 的 铅 、 锌 、 铜 氧 化 矿 浮选都是用这类捕收剂 , 典型代表有黄药 、 黑药等 。
1
1. 1
通式与命名
黄药
+ +
黄药不稳定遇光和热易分解 黄药宜装在有色玻璃瓶或铁桶中 , 避免光的照射 , 以增长保存期 。 黄药遇热明显分解 , 存放温度越高分解越快 , 存放时间越长分解越多 。 因此黄药宜放在通风 、 阴凉 、 干燥的地方 。 3.1.2 黄药的毒性 黄药除有难闻气味外 , 还有中等程度的毒性 。 药物的毒性一般用 动物的半致死剂量 LD50 表示 , 黄药对小白 鼠 急 性 中 毒 试 验 结 果 , 视 黄
3.1.1
药 品 种 不 同 , 其 LD50 在 500~1700mg/kg 之 间 , 我 国 常 用 的 乙 基 钠 黄 药 对小白鼠 LD50 为 583mg/kg, 均属中等毒性药物 。
黄药学名为黄原酸盐 ,具有如下通式 :ROCSSMe (Me 为 K 或 Na )。 通常使用的是黄原酸钠盐 , 称钠黄药 , 钾盐 , 称钾黄药 。 命名时视分子 中 R 基 不 同 而 分 别 称 为 某 黄 药 , 如 乙 黄 药 为 C2 H 5 OCSSNa , 丙 黄 药 为
2+ 3+
黄药 黄药是 应 用 最 广 的 硫 化 矿 捕 收 剂 , 其 优 点 是 捕 收 能 力 强 、 低 级 黄 药无起泡性能 、 水溶性良好 、 易合成 、 价格不高 。 其捕收性能主要取决 于 C 链的长短和结构 。 黄药的亲固基与矿物表面的金属阳离子吸附 , 而其烃基作为疏水基朝外排水 。 生产实践中常采用的烃基为 C2 -C5 ,
6
黄药的应用
n (RO )2 PSSH+Me
n+
[(RO )2 PSS ]n Me↓+nH

4
4. 1
捕收性能
黄药可以成功浮选有色金属硫化矿和经硫化后的有色金属氧化 矿 。 黄药对矿物的捕收能力与生成的金属黄酸盐的溶解度大小有关 。 黄药和重金属离子可生成难溶性化合物 , 实践证明这些金属离子的硫 化矿很容易用乙基黄药浮选 。 对于含 Zn 和 Fe 等金属离子的硫化矿 物 , 由于生成的黄酸盐溶度积较大 , 矿物须活化后才能浮选 。 黄药和碱土金属离子不能生成难溶性化合物 , 故黄药不能浮选含 碱土金属的矿物 , 保证了黄药具有较高的浮选选择性 。 黄药是以下三 类矿物最广泛应用的 捕 收 剂 : 贵 金 属 和 自 然 铜 ; 硫 化 矿 物 ; 铅 、 铜 和 锌 的氧化矿物 ( 经硫化后 )。 黄药不能浮选氧化物 、 硅酸盐 、 铝硅酸盐和碱土金属的盐类矿物 , 由于这些矿物在浮选硫化矿时经常是脉石矿物 , 故保证了黄药的良好 选择性 。 科
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2010 年
第 23 期
两种巯基化合物捕收剂的分析与比较
李永改
(中国矿业大学化工学院
彭安均 张 鹏 江苏 徐州
221008)
【 摘 要 】 本文综述了两种巯基化合物捕收剂黄药与黑药的命名 、 制法 、 性质等 , 并对两者进行分析比较 。 【 关键词 】 捕收剂 ; 黄药 ; 黑药
Na2 CS2 O+ROH Na2 CSO2 +NaHS+ROH Na2 CS3 +ROH Na2 CS3 +Na2 CO3
ROH+NaOH+CS2
ROCSSNa+H2 O+ 热
该反应放 热 , 因 此 , 反 应 器 应 有 放 热 设 备 , 反 应 物 配 料 为 醇 : 氢 氧 化钠 : 二硫化碳 =1 (mol ):1(mol):1(mol) , 反应在捏合机中进行 , 先使醇和 氢氧化钠作用 , 在 30℃ 下使粉状 氢 氧 化 钠 溶 于 醇 中 , 然 后 在 搅 拌 的 同 时加入二硫化碳 , 便生成黄药 。 利用加二硫化碳的速度控制反应温度 在 30℃ 以下 , 加料后充分搅拌以 便 反 应 完 全 , 启 开 捏 合 机 即 得 固 体 黄 药 。 也可先将醇和二硫化碳在捏合机中混合成均匀溶液 , 再加入粉状 氢氧化钠 , 用加氢氧化钠的速度控制反应温度在 10~30℃ , 加完氢氧化 钠后不久 , 温度下降是反应完成的象征 , 待降到 10℃ 左右 , 便可取出固 体黄药 。 这样制得的黄药含有水分 , 干燥后得干黄药 。 若不干燥 , 产品 稳定性较差 , 不能存放过久 , 一般保存期为半年 。 2.2 黑药的制法 用醇或酚与五硫化二磷作用得黑药 , 反应式如下 :
+
2 (R-O )2 PSSH+H2 S
甲酚黑药是用混合 甲 酚 与 占 原 料 重 量 25% 或 15% 的 五 硫 化 二 磷 作用 , 实际生产中只要将反应物料在搅拌下升温到 130℃ , 即可出料获 得合格产品 。 生产丁铵黑药时 , 先合成二丁基二硫代磷酸 ( 丁基黑药 ), 再用氨中和则成丁铵药 , 用氢氧化钠中和则成丁钠黑药 。
2
2. 1
为:
制法
黄药的制法 醇 、氢 氧 化 钠 、二 硫 化 碳 三 者 发 生 化 学 反 应 即 生 成 黄 药 ,反 应 式
黄药遇游离碱易分解 , 黄药中有游离碱存在也促使分解反应发
ROCSSNa+NaOH ROCSSNa+2NaOH ROCSSNa+NaHS Na2 CS2 O+Na2 CSO2
2 (RO )2 PSSH+I2 3.2.2
(RO )2 PSS-SSP (OR )2 +2HI
选择性 好 , 在 铜 铅 分 离 或 铅 锌 分 离 时 , 可 不 用 氰 化 钠 、 硫 酸 锌 , 或少用抑制剂 。 由于不用或少用氰化钠 , 可以提高铜精矿或铅精矿中 金银的含量 。
酸性黑药呈弱酸性 酸性黑药在水中会部分电离 。 (RO )2 PSSH+I2 (RO )2 PSS +H
- +
5
5.1
黄药与黑比较
3.2.3
随着部分烃基不同电离常数亦有差异 。 黑药与一些金属离子作用生成难溶盐 这一反应是黑药作为捕收剂的重要原因 , 因黑药的金属盐难溶积 比相应的黄原酸 盐 的 溶 度 积 大 , 故 黑 药 的 捕 收 能 力 比 黄 药 弱 , 而 选 择 性比黄药好 。
黄药与黑药一样也是通过二价硫离子与矿物表面的 金 属 阳 离 子 吸附而起捕收作用所以黄药能捕收的矿物黑药也行 。 5.2 生 产 实 际 中 , 黑 药 仅 次 于 黄 药 被 广 泛 使 用 , 黑 药 较 黄 药 相 比 , 捕 收性较弱 , 但选择性较强 。 5.3 黄药在碱性介质中很稳定 , 黑药在酸性介质中不易分解 。

【 参考文献 】
[1 ] 朱建光 , 中南工业大学 . 浮选药剂 .冶金工业出版社 ,1993. [2] 谢广元 .选矿学 .中国矿业大学出版社 ,2005.
[ 责任编辑 : 王静 ]

作安装工程采用选用 Z525-A 台式钻床和 JIC-LC-23A 磁座钻床钻孔 安装 , 实际运用效果相比较如下 : 6.2 又因为后者穿孔率底 ( 在 70% 左右 )、 安装质量不高 、 工期延长等 负面影响 , 造成的间接损失也是不容忽视的 。 如果采取数控机床 ( 一般 每 台 20 万 元 以 上 ) 制 作 模 板 和 磁 力 钻 床 配 合 操 作 , 来 完 节省量 成干熄焦钢构所有构件钻孔安装工作 , 也能达到高穿孔 率 , 但成本太高 , 难以在实际工作中普及 。 20 天
ROCSS +H ROCSSH
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-
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ROCSSH ROCSSH2 ROH+CS2
+ +
ROCSSH+H
4R-OH+P2 O5
120~140°C
随 着 H 活 度 变 化 ,ROCSS 、ROCSSH 、ROCSSH 2 三 者 的 浓 度 有 一 定 比 例 , 例 如 在 1.01mol/l 盐 酸 中 ,ROCSS 占 3.37% ,ROCSSH 占
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