徐慶華

(煙臺恒邦化工助劑有限公司,山東 煙臺 264100)

二異丁基二硫代磷酸鈉俗稱異丁鈉黑藥，它是金礦及銀、銅、鋅硫化礦的有效捕收劑，在堿性回路中對黃鐵礦捕收力很弱,具有很弱的起泡性。二異丁基二硫代磷酸鈉的合成是用五硫化二磷、異丁醇、氫氧化鈉等原料分兩步完成的。第一步在一定催化劑的作用下五硫化二磷與異丁醇在一定的溫度下反應生成二異丁基二硫代磷酸。第二步用液堿中和二異丁基二硫代磷酸得到二異丁基二硫代磷酸鈉。

1 實驗部分

1.1 原料

五硫化二磷、液堿(含量32%)， 異丁醇(≥99%)、催化劑(均為工業(yè)品)。

1.2 合成反應

1.3 二異丁基二硫代磷酸的合成

首先在1000mL的四口燒瓶中倒入一定量的異丁醇，升溫至一定的溫度，在攪拌狀態(tài)下向燒瓶中緩緩加入五硫化二磷，再加入少量催化劑，控制在一定的溫度下反應1.5h得到二異丁基二硫代磷酸(黑藥酸)。

1.4 二異丁基二硫代磷酸鈉的合成

將合成的二異丁基二硫代磷酸(黑藥酸)進行降溫至50℃左右，然后向燒瓶中加入32%的液堿進行中和，得到二異丁基二硫代磷酸鈉產(chǎn)品。

2 結(jié)果與討論

二異丁基二硫代磷酸鈉的合成反應中至關(guān)重要的因素是二異丁基二硫代磷酸(黑藥酸)的合成效果，本實驗主要研究了反應溫度，反應時間等對二異丁基二硫代磷酸的影響。

2.1 反應溫度的影響

在異丁醇和五硫化二磷的配料比為1∶1的前提下，首先將202g異丁醇加入四口燒瓶中，然后升溫至50℃，向燒瓶中加入150g五硫化二磷及少量催化劑，控制一定的反應溫度反應2h。不同反應溫度對黑藥酸的影響見表1、圖1。

表1 不同反應溫度對黑藥酸的影響

隨著反應溫度的升高，二異丁基二硫代磷酸的含量及收率呈現(xiàn)下降的趨勢，并且產(chǎn)品的顏色隨著溫度的升高而加深。溫度升高，產(chǎn)品的損耗增加，異丁醇的揮發(fā)量增加，并且高溫副反應導致硫脫落等導致產(chǎn)品損耗量大，產(chǎn)品顏色加深，通過數(shù)據(jù)分析，將反應溫度定為90℃。

圖1 不同反應溫度對黑藥酸的影響

2.2 二異丁基二硫代磷酸(黑藥酸)配料比的選擇

不同配料比對黑藥酸的顏色、含量等的影響見表2。

表2 不同配料比對黑藥酸的顏色、含量等的影響

由于P2S5干燥時是比較穩(wěn)定的,但是遇水會發(fā)生水解生成磷酸和硫化氫，故在空氣中有臭雞蛋味道并且有劇毒，所以此反應要保證五硫化二磷必須完全反應。在反應溫度、時間等其他條件相同的情況下，異丁醇和五硫化二磷的配料比的變化對產(chǎn)品顏色的影響不大，異丁醇和五硫化二磷的配料比為1.02∶1時，合成的黑藥酸的含量較高，所以將配料比定為1.02∶1。

2.3 加料溫度的影響

異丁醇與五硫化二磷的反應為放熱反應，所以反應過程中需要控制加料速度防止溫度過高，副反應增加。加料溫度同樣影響黑藥酸的含量，溫度過高，副反應增加，溫度過低，反應速度太慢，通過反復試驗，將加料溫度控制在55～70℃之間，合成黑藥酸的含量及顏色較好。

2.4 反應時間的影響

反應時間對黑藥酸含量等的影響見表3、圖2。

通過表3可見，隨著反應時間的延長，黑藥酸的含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，考慮到節(jié)能等因素最終選擇反應時間為2h。

表3 反應時間對黑藥酸含量等的影響

圖2 反應時間對黑藥酸含量的影響

2.5 二異丁基二硫代磷酸鈉的合成

通過中和反應得到最后的產(chǎn)品。將32%的液堿加入到二異丁基二硫代磷酸中，保持溫度50～60℃之間反應1h得到產(chǎn)品。液堿的加入量通過調(diào)節(jié)pH值來控制，反應后的二異丁基二硫代磷酸鈉的pH值至在11～13之間，含量在49%～53%之間，顏色為黃綠色至棕色透明溶液。

3 結(jié)論

以異丁醇、五硫化二磷為原料通過兩步反應合成二異丁基二硫代磷酸產(chǎn)品。五硫化二磷的加料溫度控制在55℃左右，第一步的反應溫度控制在90℃左右，合成的二異丁基二硫代磷酸的含量>90%，顏色為淡黃綠色透明溶液，將二異丁基二硫代磷酸降溫至50℃左右再與32%的氫氧化鈉溶液進行中和反應得到最終的產(chǎn)品。中和過程控制溶液的pH值在11～13之間，得到的最終產(chǎn)品二異丁基二硫代磷酸鈉為含量50%左右的顏色為黃綠色至棕色的透明溶液。