仵亞妮 馮衛(wèi)國(guó) 吳慶偉 劉明亮 孫勝奇

（陜西華光實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司，陜西 華縣 714102）

黃藥是浮選有色金屬硫化礦時(shí)最常用的捕收劑之一，長(zhǎng)期以來我國(guó)生產(chǎn)黃藥的主要是以醇、二硫化碳和固體氫氧化鈉作為原料[1]。正混基黃藥可以代替單一品種的黃藥應(yīng)用于有色金屬硫化礦的浮選，合成方法與合成黃藥方法相同。

某公司采用傳統(tǒng)的工藝以乙醇、丁醇、二硫化碳及氫氧化鈉為主要原料生產(chǎn)混基液體黃藥，該工藝的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)的混基黃藥有很好的協(xié)同作用，選礦效果好，整個(gè)合成工藝也較簡(jiǎn)單，但是合成的黃藥品位較低，生產(chǎn)成本居高不下。為了提高品位、穩(wěn)定指標(biāo)、降低成本，需對(duì)液體黃藥合成工藝中的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及原料

儀器：500 L反應(yīng)釜，醇類計(jì)量罐，NaOH計(jì)量罐，CS2計(jì)量罐，1.5 L、0.5 L 浮選機(jī)，ZB1012Ⅰ型電熱鼓風(fēng)干燥箱。

原料：乙醇（C2H5OH），丁醇（C4H9OH），二硫化碳（CS2），氫氧化鈉（NaOH），2#油，均工業(yè)級(jí)。粗尾濕礦樣。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

以 CH3(CH2)3OH、CH3CH2OH、CS2和 NaOH 為原料，合成混基黃原酸鈉的反應(yīng)式如下（R=iso－C4H9—，—C2H5—）：

在黃藥生成的同時(shí)，還伴隨一些副反應(yīng)發(fā)生，如[2]：

副反應(yīng)會(huì)生成桔紅色的副產(chǎn)物。

1.3 合成黃藥實(shí)驗(yàn)

在裝有溫度計(jì)的反應(yīng)釜中，按一定的比例加入CH3(CH2)3OH、CH3CH2OH 與 CS2，攪拌 30 min 開始加熱升溫，加入一定含量的NaOH溶液，保持溫度在34～37℃，反應(yīng)一定時(shí)間后，有黃藥固體晶體析出，即得液體黃藥。

參照YS/T 271.1—1994，采用滴定法測(cè)定黃原酸鈉含量[3]。

1.4 選礦實(shí)驗(yàn)

取鉬尾礦粗精礦樣50 kg，烘干，混勻。取200 g，加水100 g，至φ150×100型錐型球磨機(jī)，磨14 min，小于38 μm的質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%。

選礦對(duì)比實(shí)驗(yàn)采用一粗一精一掃流程，檢驗(yàn)其性能和效果。粗選過程同時(shí)添加黃藥和2#油，攪拌2 min后進(jìn)行刮泡作業(yè)，時(shí)間3 min；掃選過程同時(shí)添加黃藥和2#油，攪拌2 min后進(jìn)行刮泡作業(yè)，時(shí)間2 min；精選過程攪拌30 s后進(jìn)行刮泡作業(yè)，時(shí)間為1.5 min。實(shí)驗(yàn)流程見圖1。

2 結(jié)果與討論

2.1 物料比的影響

在其他條件保持不變的情況下，改變乙醇、丁醇的質(zhì)量比，考察混醇物料比對(duì)混基黃原酸鈉品位（質(zhì)量分?jǐn)?shù)w）及穩(wěn)定性的影響；在穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究中，選擇了生產(chǎn)的原樣進(jìn)行開口放置實(shí)驗(yàn)，開口放置50 h，計(jì)算其品位損失率l。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

圖1 選礦實(shí)驗(yàn)流程Fig 1 Process of mineral separation experiment

表1 物料比對(duì)產(chǎn)品品位及穩(wěn)定性的影響Tab1 The influence of material ratio on product quality and stability

從表1可以看出，隨著丁醇量的增加，產(chǎn)品品位降低，但是穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。當(dāng)乙醇與丁醇的質(zhì)量比為2:1時(shí)產(chǎn)品品位最好，但是穩(wěn)定性最差，損失率為28%，當(dāng)乙醇與丁醇的質(zhì)量比為1:1時(shí)產(chǎn)品品位較高，損失率降低到3.24%。考慮到作為主要原料的丁醇價(jià)格相對(duì)較高。因此，綜合分析乙醇與丁醇的質(zhì)量比為1:1時(shí)較為適宜。

2.2 NaOH含量的影響

實(shí)驗(yàn)中保持其他條件不變，堿的總量不變，改變?nèi)芤篘aOH的含量，考察溶液NaOH含量對(duì)產(chǎn)品品位及產(chǎn)量m的影響，其結(jié)果見表2。

表2 溶液NaOH含量的影響Tab 2 The influence of NaOH content in solution

從表2可以看出，溶液NaOH的含量對(duì)產(chǎn)品的品位及產(chǎn)量有很大影響。當(dāng)NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%時(shí)，產(chǎn)品品位較高、產(chǎn)量最高。NaOH的含量較低，帶入反應(yīng)中的水分增加，不利于正反應(yīng)的進(jìn)行，造成產(chǎn)品品位下降；NaOH的含量太大，局部反應(yīng)速率太快，導(dǎo)致反應(yīng)液不均勻，導(dǎo)致產(chǎn)率降低，在工業(yè)中NaOH的含量過大也不易操作，因此確定加NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%為宜。

2.3 NaOH溶液加入速度的影響

實(shí)驗(yàn)中保持其他條件不變，改變NaOH加入的時(shí)間，考察NaOH加入速度對(duì)產(chǎn)品品位的影響，其結(jié)果見表3。

表3 NaOH溶液加入速度的影響Tab 3 The influence of NaOH solution adding speed

從表3可以看出，加堿速度對(duì)產(chǎn)品的品位有很大影響。加堿速度較快，一方面，反應(yīng)劇烈，反應(yīng)中瞬時(shí)放出的熱量較大，冷凝水難以達(dá)到瞬時(shí)冷卻，反應(yīng)溫度上升較快溫度難以控制，CS2揮發(fā)較快；另一方面，加堿速度太快，局部反應(yīng)過快，在短時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)物會(huì)由液體凝結(jié)為半固體產(chǎn)物,有很多未反應(yīng)物被固體產(chǎn)物包裹起來，使反應(yīng)液不均勻，而得不到充分接觸，造成產(chǎn)品品位下降，加堿時(shí)間增加到120 min時(shí)產(chǎn)品的品位相對(duì)增幅不大，因此確定加堿時(shí)間90 min時(shí)為宜。

2.4 保溫時(shí)間的影響

實(shí)驗(yàn)分別在其加完堿后分別保溫0、30、60 min取樣，考察對(duì)產(chǎn)品品位的影響，其結(jié)果見表4。

表4 保溫時(shí)間對(duì)產(chǎn)品品位的影響Tab 4 The influence of heat preservation time on product grade

從表4可以看出，加完堿30 min后產(chǎn)品品位無明顯變化，說明加完堿30 min內(nèi)反應(yīng)基本完成，為降低能耗，確定加完堿后再繼續(xù)攪拌30 min停止反應(yīng)。

2.5 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證優(yōu)化工藝條件時(shí)產(chǎn)品品位是否穩(wěn)定，作一組4批重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，乙醇、丁醇、二硫化碳的投料分別為50、50、130 kg，NaOH的加入時(shí)間控制為90 min，所得產(chǎn)品的黃原酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為71.40%、69.40%、68.33%和68.86%，基本都在69%左右，表明實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性好。

2.6 選礦實(shí)驗(yàn)

采用一粗一精一掃進(jìn)行選礦實(shí)驗(yàn)流程，結(jié)果見表5。

從表5可看出，乙醇與丁醇質(zhì)量比為1.5:1時(shí)，雖然精礦回收率最高，但其主要選礦指標(biāo)均最差；乙醇與丁醇質(zhì)量比為1:2時(shí)，回收率雖然最高，但其精選段硫回收率最低，會(huì)增大閉路循環(huán)時(shí)粗掃選段返回量。

表5 選礦實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab 5 Mineral separation experiment results

乙醇與丁醇質(zhì)量比為1:1時(shí)，精礦品位最高，中礦循環(huán)量較小，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中礦返回壓力小。

3 結(jié)論

通過合成實(shí)驗(yàn)確定的優(yōu)化工藝條件為：乙醇與丁醇的質(zhì)量比1:1，NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)42%，堿加入量75 kg,堿加入時(shí)間為1.5 h，反應(yīng)溫度34～37℃，以此條件所得混基黃原酸鈉品位最好。經(jīng)室內(nèi)選礦實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在此條件下生產(chǎn)的黃藥選礦效果最好。

[1]楊曉玲,張紅亮.液體異丙基黃原酸鈉的合成[J].應(yīng)用化工,2012,36(6):895-897.

[2]熊薪.黃藥合成工藝的生產(chǎn)實(shí)踐[J].銅業(yè)工程,2003(9):29-31.

[3]YS/T 271.1—1994黃藥化學(xué)分析方法 乙酸鉛滴定法測(cè)定黃原酸鹽含量[S].