新工藝法合成巰基乙酸鈉的研究

馮衛(wèi)國

（陜西華光實業(yè)有限責任公司，陜西華縣714102）

0 概述

巰基乙酸鈉在銅鉬礦浮選中用作銅礦物和硫鐵礦的抑制劑，對銅、硫等礦物有明顯的抑制作用，可以有效提高鉬精礦的品位。巰基乙酸鈉作為一種新型硫化礦的有效抑制劑在選鉬生產(chǎn)中已經(jīng)成功應用多年，已完全替代劇毒抑制劑氰化鈉。目前，國內(nèi)對巰基乙酸的研究很多，合成方法也有許多，但是針對巰基乙酸鈉的研究相對較少，大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)是生產(chǎn)乙硫氨酯，而巰基乙酸鈉只是其副產(chǎn)品。

陜西華光實業(yè)有限責任公司油藥廠是國內(nèi)首家生產(chǎn)巰基乙酸鈉代替氰化物選礦的專業(yè)藥劑生產(chǎn)廠家。該公司采用海波法生產(chǎn)巰基乙酸鈉。工藝路線為：先制取 ClCH2COONa，再用 ClCH2COONa與Na2S2O3反應縮合，最后用Na2S進行巰化，即得到巰基乙酸鈉產(chǎn)品。該生產(chǎn)工藝的優(yōu)點是設(shè)備簡易，操作簡便，原料易得，無廢氣廢水排出；但缺點是產(chǎn)品中巰基乙酸鈉有效含量低。近幾年隨著全球經(jīng)濟的快速增長，國內(nèi)國際化工原料市場價格大幅上漲，導致包括巰基乙酸鈉在內(nèi)的幾種主要產(chǎn)品生產(chǎn)成本居高不下，為了提高品位，穩(wěn)定指標，降低成本，對合成巰基乙酸鈉的生產(chǎn)工藝進行技術(shù)改進和研究就顯得尤為重要。

1 合成實驗

1.1 主要儀器及原料

儀器：2 000 mL三口燒瓶，HH－501恒溫水浴鍋，JB－A1攪拌器，2 000 mL燒瓶，SHB－III型循環(huán)水式多用真空泵等。

原料：氯乙酸（工業(yè)級），碳酸鈉（工業(yè)級），硫代硫酸鈉（工業(yè)級），強堿巰化劑（工業(yè)級）。

1.2 工藝流程

圖1 新工藝流程圖

1.3 實驗操作步驟

在1 000 mL燒杯中加一定量的水，在常溫加入固體純堿，攪拌30 min使之充分溶解，之后加入氯乙酸進行中和，氯乙酸的中和反應是放熱的，同時伴有大量二氧化碳氣體放出，反應比較劇烈，為了控制中和反應的溫度（溫度過高，氯乙酸會發(fā)生水解反應而生成羥基羧酸）及防止反應時泡沫溢出，氯乙酸的加入速度要慢，其用量視溶液的pH值要求而定；到溶液變清后，倒入三口燒瓶中，放入電加熱水浴鍋進行加熱反應，當達到一定溫度時，再加入硫代硫酸鈉晶體，攪拌升溫到85℃，并在此溫度條件下反應40 min，即可得到Bunte鹽。持續(xù)升溫到95℃后加入強堿巰化劑溶液，反應約40 min，停止加熱攪拌，自然冷卻，凈化后，即可得到紅褐色（有的顏色略深）透明的巰基乙酸鈉產(chǎn)品。

1.4 結(jié)果與討論

1.4.1 強堿巰化劑用量對反應的影響

由于此工藝與原工藝主要不同點在于加入了不同的巰化劑，所以按照原工藝條件，固定水、氯乙酸、純堿、硫代硫酸鈉用量，只對強堿巰化劑不同用量做對比試驗，來確定其較佳用量參數(shù)，其反應結(jié)果見表1。

表1 強堿巰化劑不同用量的反應結(jié)果

從表1可以看出，隨著強堿巰化劑用量的增加，巰基乙酸鈉的品位也隨之升高，但產(chǎn)品中的結(jié)晶產(chǎn)物也隨之越來越多，會對生產(chǎn)作業(yè)和使用產(chǎn)品的企業(yè)帶來很多不利的影響，因此選擇使用70 g強堿巰化劑最為適宜。

1.4.2 溫度對反應的影響

強堿巰化劑添加時的溫度也對合成巰基乙酸鈉產(chǎn)生影響，其巰化時的反應為放熱反應，溫度變化比較大，固定水、氯乙酸、純堿、硫代硫酸鈉用量，強堿巰化劑用量為70 g做對比試驗，來確定其較佳溫度參數(shù)，其反應結(jié)果見表2。

從表2可以看出，隨著溫度的增加，巰基乙酸鈉的品位也隨之升高，當溫度在95℃時添加強堿巰化劑，反應溶液瞬間可達115℃左右，因此，應緩慢添加強堿巰化劑，以免反應溶液溢出。

1.4.3 原工藝與新工藝成本對比

原工藝與新工藝最大不同點在于加入了不同的巰化劑，用原工藝生產(chǎn)的巰基乙酸鈉產(chǎn)品其品位只有9％左右，新工藝在實驗室合成的巰基乙酸鈉產(chǎn)品其品位保持在15.5％左右。在成本核算對比上，每生產(chǎn)1 t巰基乙酸鈉，新工藝比原工藝在原材料消耗上可節(jié)約近3 000元，大大降低了生產(chǎn)成本。

表2 不同溫度對反應影響的結(jié)果

2 選礦實驗

通過對比試驗，觀察新工藝合成巰基乙酸鈉的抑銅效果及對鉬精選技術(shù)指標的影響。

2.1 試驗礦樣及藥劑

采金堆城百花嶺選礦廠粗精礦樣50 kg，烘干、混勻。取粗精礦樣200 g，加水100 g，至φ150×100型錐型球磨機，磨礦14 min，細度－400目85％。

陜西華光實業(yè)有限責任公司油藥廠巰基乙酸鈉，含量8.43％；試驗室?guī)€基乙酸鈉，含量15.66％，均稀釋至1％。

2.2 選礦試驗工藝流程

試驗流程見圖2。取粗精礦樣200 g，加水100 g，至φ150×100型錐型球磨機，磨礦14 min，細工－400目85％。分別用XFD型1.5 L、1.0 L、0.75 L、0.5 L單槽浮選機浮選，浮選時間分別為2 min、1.5 min、1.5 min、1 min。

圖2 多段精選試驗流程

2.3 結(jié)果與討論

選礦試驗結(jié)果見表3。

表3 巰基乙酸鈉多段精選試驗結(jié)果

從表3可看出，新工藝合成巰基乙酸鈉比原工藝生產(chǎn)的巰基乙酸鈉抑銅效果好得多，而且有利于鉬品位的提高。新工藝合成巰基乙酸鈉對選鉬技術(shù)指標無影響，而且能促進選鉬技術(shù)指標的提高。

3 結(jié)論

（1）生產(chǎn)巰基乙酸鈉工藝新方法，不僅大幅度提高了巰基乙酸鈉產(chǎn)品的品位，而且較大程度降低了生產(chǎn)成本。

（2）新工藝合成巰基乙酸鈉抑銅對鉬精選技術(shù)指標無影響，而且還能優(yōu)化精選選鉬技術(shù)指標。

［1］劉廣義，馮其明，鐘宏.提高硫氫化鈉法合成巰基乙酸選擇性的方法［J］.中南工業(yè)大學學報，2002，33（2）：153－156.

［2］王平.淺議影響巰基乙酸鈉質(zhì)量的因素［J］.中國鉬業(yè)，2005，29（6）：33－35.

［3］符劍剛，鐘宏.二硫化鈉法合成巰基乙酸的研究［J］.精細化工中間體，2001，31（3）.