新工藝法合成巰基乙酸鈉的研究

馮衛國

（陜西華光實業有限責任公司，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中已經成功應用多年，已完全替代劇毒抑制劑氰化鈉。目前，國內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，大多數生產企業是生產乙硫氨酯，而巰基乙酸鈉只是其副產品。

陜西華光實業有限責任公司油藥廠是國內首家生產巰基乙酸鈉代替氰化物選礦的專業藥劑生產廠家。該公司采用海波法生產巰基乙酸鈉。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品。該生產工藝的優點是設備簡易，操作簡便，原料易得，無廢氣廢水排出；但缺點是產品中巰基乙酸鈉有效含量低。近幾年隨著全球經濟的快速增長，國內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的幾種主要產品生產成本居高不下，為了提高品位，穩定指標，降低成本，對合成巰基乙酸鈉的生產工藝進行技術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型循環水式多用真空泵等。

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

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品。

1.4 結果與討論

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，其反應結果見表1。

表1 強堿巰化劑不同用量的反應結果

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，但產品中的結晶產物也隨之越來越多，會對生產作業和使用產品的企業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，其反應結果見表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，用原工藝生產的巰基乙酸鈉產品其品位只有9％左右，新工藝在實驗室合成的巰基乙酸鈉產品其品位保持在15.5％左右。在成本核算對比上，每生產1 t巰基乙酸鈉，新工藝比原工藝在原材料消耗上可節約近3 000元，大大降低了生產成本。

表2 不同溫度對反應影響的結果

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％。

陜西華光實業有限責任公司油藥廠巰基乙酸鈉，含量8.43％；試驗室巰基乙酸鈉，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 結果與討論

選礦試驗結果見表3。

表3 巰基乙酸鈉多段精選試驗結果

從表3可看出，新工藝合成巰基乙酸鈉比原工藝生產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指標無影響，而且能促進選鉬技術指標的提高。

3 結論

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

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

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