山崳酸銀水洗工藝研究

李萬(wàn)迎，桑大力

（中國(guó)樂(lè)凱集團(tuán)有限公司 河北 保定 071054）

0 引言

基于長(zhǎng)鏈羧酸銀的熱敏成像材料和光敏感熱顯影成像材料，均已有四十多年的發(fā)展歷史，兩種成像體系優(yōu)于去掉傳統(tǒng)影像材料使用的濕法顯影加工工藝，只通過(guò)干法加熱的方式就可以獲得影像，具有環(huán)境友好的特點(diǎn)，具有很重要的商用應(yīng)用價(jià)值，并成功應(yīng)用于高質(zhì)量的醫(yī)用X 射線膠片[1-2]。兩種成像材料中均使用一種含有銀離子的非鹵化銀銀源生成黑白影像。盡管文獻(xiàn)專利中報(bào)道了很多種銀化合物[3-5]，但是在實(shí)際應(yīng)用中可使用的有機(jī)銀只有三種：長(zhǎng)鏈梭酸銀、苯并三唑銀和炔化銀[6]。迄今為止，作為熱敏和光敏感熱成像材料的銀源是羧酸銀，通常使用的羧酸銀中碳原子數(shù)在C12-C22。羧酸銀的固有光吸收在紫外區(qū)（250～260 nm），一般來(lái)講純羧酸銀是光穩(wěn)定的。對(duì)可見(jiàn)光不敏感性是作為熱成像材料銀源的一個(gè)重要特性，因此長(zhǎng)鏈羧酸銀晶體在可見(jiàn)光下的穩(wěn)定性使它成為熱敏和光敏感熱成像材料的主要成像銀源。商業(yè)化生產(chǎn)的熱敏和光敏感熱成像材料中使用的羧酸銀是山崳酸銀或山崳酸銀與硬脂酸銀的混合物并摻有少量的棕櫚酸銀和花生酸銀，一般選用山崳酸銀較多[7]。

山崳酸銀鹽的制備方法很多，一般采用山崳酸堿金屬鹽溶液與含有銀離子的水溶液化學(xué)沉淀的方法，化學(xué)沉淀法一般分為單注沉淀法和雙注沉淀法。制備山崳酸銀過(guò)程中，山崳酸常溶解于有機(jī)溶劑或水和有機(jī)溶劑的混合溶劑中，一般選用的有機(jī)溶劑如丙酮、丁酮等酮類居多，也有采用醇類溶劑的，但存在以下缺點(diǎn)：

這些類溶劑具有致命性毒害作用，當(dāng)蒸汽濃度達(dá)到一定量時(shí)，存在爆炸隱患，對(duì)試驗(yàn)人員和生產(chǎn)人員易造成安全危害，且使用成本較高；其次，就是銀鹽的水洗過(guò)程繁瑣，采用溶劑制備的銀鹽由于制備過(guò)程中使用大量溶劑，制備產(chǎn)物中存有大量溶劑且黏度較大，在水洗過(guò)程中不易清洗除去，水洗時(shí)間比較長(zhǎng)，水洗用水量較大，效率較低，且水洗后排放液中含有大量溶劑對(duì)環(huán)境造成一定的污染。

以純水體系代替有機(jī)溶劑或水和有機(jī)溶劑的混合溶劑體系，避免了有機(jī)溶劑揮發(fā)對(duì)生產(chǎn)人員帶來(lái)的安全隱患，提高了生產(chǎn)的安全系數(shù)；由于制備過(guò)程中沒(méi)有溶劑的參與，在水洗過(guò)程中一定程度上縮短了水洗時(shí)間，提高了效率，且也一定程度上減少了排放液對(duì)環(huán)境的污染，但放眼于大量生產(chǎn)時(shí)，水洗工藝還是存在一定缺陷，如水洗時(shí)間長(zhǎng)短、水洗用水量多少、處理量大小及操作是否簡(jiǎn)便等方面仍需改善，以提高水洗效率，來(lái)滿足生產(chǎn)需求。

本文重點(diǎn)介紹了山崳酸銀的不同水洗工藝，即抽濾水洗，分離機(jī)水洗和靜置水洗，分別從水洗時(shí)間，水洗用水量及山崳酸銀的處理量等方面進(jìn)行水洗效率的分析對(duì)比，分析各方法優(yōu)勢(shì)，為以后找到一種更經(jīng)濟(jì)、更高效、更簡(jiǎn)便的水洗方法提供方向。

1 水洗工藝研究

山崳酸銀的水洗主要是去除制備過(guò)程中未反應(yīng)的山崳酸、山崳酸鈉及表面活性劑等物質(zhì)，水洗工藝不僅要去除反應(yīng)殘余物質(zhì)及中間產(chǎn)物，還要考慮到山崳酸銀的水洗效，如水洗時(shí)間，水洗用水量，處理量等，來(lái)分析山崳酸銀水洗的經(jīng)濟(jì)性。

1.1 抽濾水洗

抽濾水洗山崳酸銀由于設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，是實(shí)驗(yàn)室一直沿用的水洗方法。抽濾瓶水洗通過(guò)真空泵抽取負(fù)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即將抽濾漏斗中自上而下分別鋪墊上粗細(xì)兩種濾紙，置于15 000 mL 的抽濾瓶上，采用真空泵，在-0.1 Pa 下進(jìn)行抽濾水洗，裝置如圖1所示。由于抽濾漏斗的容量有限，每次所取的待洗山崳酸銀要適量，隨后加入適量純水，攪拌均勻，即可開(kāi)始抽濾水洗，當(dāng)抽濾出水電導(dǎo)率≤5.0 μs/cm 時(shí)即滿足要求。

圖1 抽濾水洗裝置Fig.1 Suction filtration water washing device

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室制備的小量山崳酸銀來(lái)講抽濾水洗還是比較方便的，但對(duì)于一批中式放量制備的山崳酸銀時(shí)，由于量大，需分批次水洗，洗完一次放量生產(chǎn)的山崳酸銀所需純水量大概為500～600 kg，時(shí)間為5 d 左右，效率比較低，且水洗完畢后濾紙上會(huì)有部分殘余山崳酸銀，對(duì)山崳酸銀的收率有一定的影響，可見(jiàn)抽濾水洗山崳酸銀適合實(shí)驗(yàn)室制備，對(duì)于放量生產(chǎn)的山崳酸銀水洗并不實(shí)用。

1.2 分離機(jī)水洗

山崳酸銀與水是互不相容的固液兩相物質(zhì)，在水洗分離時(shí)可以考慮分離機(jī)或離心機(jī)等設(shè)備，且這些設(shè)備可提提高山崳酸銀的處理量，對(duì)今后放量生產(chǎn)提供參考。經(jīng)過(guò)分析調(diào)研后，選用遼陽(yáng)鴻基機(jī)械有限公司生產(chǎn)的GQ80 型管式分離機(jī)，對(duì)山崳酸銀進(jìn)行分離水洗，其工作原理是：分離機(jī)由機(jī)身、傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)鼓、集液盤(pán)、進(jìn)液軸承座組成。轉(zhuǎn)鼓上部是撓性主軸，下部是阻尼滑動(dòng)軸承，主軸由聯(lián)接座緩沖器與被動(dòng)輪聯(lián)接，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)帶、漲緊輪將動(dòng)力傳遞給被動(dòng)輪、從而使轉(zhuǎn)鼓繞自身軸線高速旋轉(zhuǎn)，形成強(qiáng)大的離心力場(chǎng)，物料由底部進(jìn)液口射入，離心力迫使料液沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁向上流動(dòng)，且因料液不同組分的密度差而分層，GQ 分離機(jī)及其原理圖如圖2。

圖2 分離機(jī)及其原理圖Fig.2 Separator and its schematic diagram

采用分離機(jī)水洗山崳酸銀時(shí)，每次水洗時(shí)，取適量待洗有機(jī)銀產(chǎn)物，置于20 kg 的不銹鋼桶中，將入適量水進(jìn)行，攪拌均勻，通過(guò)蠕動(dòng)泵將待洗有機(jī)銀產(chǎn)物打入到分離機(jī)內(nèi)，進(jìn)行離心分離，并測(cè)試出水電導(dǎo)率，直至出水電導(dǎo)率≤5.0 μs/cm。每次水洗需要重復(fù)分離5～6次，用水量需要100～120 kg，每次重復(fù)時(shí)需要將分離機(jī)轉(zhuǎn)轂里的山崳酸銀卸掉，加水混勻，進(jìn)行下次清洗。分離機(jī)水洗一批中式放量的山崳酸銀，總需水量為300～400 kg，時(shí)間約為3 d，且每水洗一次需要人為卸料，操作復(fù)雜。

1.3 靜置水洗

純水體系制備的山崳酸銀密度要小于水，山崳酸銀在分散于純水中時(shí)，會(huì)漂浮于水的表面，基于該性質(zhì)可以考慮在水洗山崳酸銀時(shí)，將山崳酸銀與水充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，靜置放置，隨后將下部清液排掉，重復(fù)該過(guò)程幾次，直至出水電導(dǎo)率≤5.0 μs/cm 時(shí)即滿足要求。該方法對(duì)待洗山崳酸銀量沒(méi)有嚴(yán)格要求，可根據(jù)所洗山崳酸銀的量來(lái)調(diào)節(jié)所用容器大小，隨著處理量的增加水洗用水量也會(huì)增大，靜置時(shí)間也會(huì)隨之延長(zhǎng)，但靜置水洗方法在操作上比較簡(jiǎn)便。

實(shí)驗(yàn)室制備的山崳酸銀，通過(guò)此方法水洗，經(jīng)過(guò)6～7 次水洗，每次水洗所用水量為4 kg，時(shí)間為2 h，水洗一批中式放量所得山崳酸銀時(shí)，水洗需用水量為500～600 kg，水洗時(shí)間所需2～3 d 左右，相比上述兩種方法，靜置水洗用水量也比較大，水洗時(shí)間稍有縮短，操作上比較簡(jiǎn)單。

1.4 討論

對(duì)比三種山崳酸銀的水洗方法，當(dāng)山崳酸銀處理量同為中式放量時(shí)，在水洗時(shí)間，用水量及處理量上存在在一定差異，具體如表1。

表1 水洗結(jié)果Table 1 Water washing results

對(duì)比三種方法，抽濾瓶水洗操作簡(jiǎn)便，但時(shí)間長(zhǎng)，水洗用水量較大，設(shè)備容量有限，適用于實(shí)驗(yàn)室小量水洗；分離機(jī)水洗山崳酸銀處理量有所提升，水洗時(shí)間有所縮短，用水量相對(duì)較小，但操作相對(duì)復(fù)雜；靜置水洗山崳酸銀處理量可調(diào)節(jié)，水洗時(shí)間相對(duì)較小，設(shè)備簡(jiǎn)單且操作上相對(duì)簡(jiǎn)便。

2 結(jié)論

山崳酸銀的水洗主要是去除制備過(guò)程中未反應(yīng)的山崳酸、山崳酸鈉及表面活性劑等物質(zhì)，上述三種水洗方法即抽濾瓶水洗，分離機(jī)水洗和靜置水洗，各有利弊，均能達(dá)到水洗的要求，但在水洗用水量，水洗時(shí)間、設(shè)備及操作等方面存在差異，都會(huì)對(duì)山崳酸銀水洗效率產(chǎn)生一定的影響。山崳酸銀的水洗并不局限于上述方法，水洗方法研究的道路還很長(zhǎng)，在今后山崳酸銀的水洗研究中可以在上述方法的基礎(chǔ)上，綜合利用各方法的優(yōu)勢(shì)，尋求一種更經(jīng)濟(jì)、更高效、更簡(jiǎn)便的水洗方法。