選礦藥劑巰基乙酸銨的合成研究及應用

魯新州，范鑫鑫，尹倩倩

(煙臺恒邦化工助劑有限公司，山東 煙臺 264109)

巰基乙酸銨，分子式為HSCH2COONH4，分子量為109，粉紅色溶液，有微弱的氨味，比重為1.12。巰基乙酸銨是一種選礦藥劑，主要用于銅鉬礦、鉛鉬礦、銅硫礦等硫化礦的浮選分離中，做為銅、鉛、硫等硫化礦的抑制劑，可以代替對環境污染嚴重和毒性較大的硫化鈉、重鉻酸鈉(鉀)、石灰等抑制劑的使用，巰基乙酸銨是一種比較環保的選礦藥劑，在將來的選礦應用領域中會發揮更大的作用，用量會不斷增加。

巰基乙酸銨的生產方法有幾種，一般情況下的生產方法是海波法延伸而來的，主要采用一氯乙酸、碳酸鈉、碳酸氫銨等化學品在一定的條件下通過化學反應得到的，這種生產方法得到的產品質量較為穩定，生產條件易于操作，但其成本較高，原料有一定的毒性，所以在工業應用中受到限制。還有一種新的生產方法就是利用生產硫氨酯的副產物巰基乙酸鈉進行深加工得到的巰基乙酸銨。

煙臺恒邦化工助劑有限公司是國內選礦藥劑生產規模較大的公司，主要生產黃藥系列，黑藥系列，硫氨酯系列等常規產品及專用高效藥劑。公司在生產硫氨酯的工藝中，主產品是硫氨酯，同時會副產一種產品巰基乙酸鈉，巰基乙酸鈉也是一種抑制劑，主要用作銅鉬、鉛鉬等硫化礦的浮選中，作為銅和鉛的抑制劑，能代替硫化鈉及重鉻酸鈉等抑制劑，降低藥劑成本，同時減少對環境的危害。在硫氨酯副產巰基乙酸鈉的使用過程中，發現其由于是一種副產品，雜質較多，在使用中不穩定，生產指標波動較大，所以在目前選礦使用中受到限制，還沒有得到大量的應用。為了使副產巰基乙酸鈉得到較為廣泛的應用，在實驗室利用生產乙硫氨酯得到的副產品巰基乙酸鈉經一系列的物理化學反應得到巰基乙酸銨，其成本較低，在應用選礦試驗中應用效果較好，有很好的發展空間。

1 實驗部分

1.1 材料及試劑

儀器：500mL三口瓶，分液漏斗，電動攪拌器，恒溫水浴鍋，真空泵，蒸餾管，抽濾瓶，布氏漏斗，降溫裝置，XFD單槽浮選機(3L，1.5L,1.0L,0.5L)等。

原料試劑：巰基乙酸鈉(工業品)、乙酸乙酯(AR)、活性炭(工業品)、亞硫酸(工業品)、鹽酸(工業品)、氨水(工業品)、液氨(工業品)等

1.2 工藝流程

硫氨酯副產巰基乙酸鈉生產巰基乙酸銨流程如圖1所示。

圖1 硫氨酯副產巰基乙酸鈉生產巰基乙酸銨流程

1.3 實驗過程

1.3.1 巰基乙酸鈉除雜

在裝有攪拌的三口瓶中加入巰基乙酸鈉500mL,開攪拌，加入乙酸乙酯類的有機混合物100mL,對巰基乙酸鈉中的有機雜質進行處理，采用乙酸乙酯類混合物對巰基乙酸鈉進行除雜，反應結束后倒入分液漏斗內靜置分層，然后分出下層萃取后的巰基乙酸鈉，上層為乙酸乙酯類混合物，循環萃取使用，飽和后對乙酸乙酯混合物進行減壓蒸餾，蒸餾出的乙酸乙酯的混合物循環萃取使用，剩余的有機物選礦使用。把下層分離出來的巰基乙酸鈉然后倒入活性吸附管內，通過活性炭吸附后，把得到的巰基乙酸鈉進行減壓蒸餾。

1.3.2 減壓蒸餾

對步驟1得到的下層巰基乙酸鈉進行減壓蒸餾，把巰基乙酸鈉加入蒸餾燒瓶，安裝蒸餾頭，接好抽真空裝置，然后加熱，打開泵，調節閥門使真空度控制在-0.06MPa,把加熱溫度控制在80℃左右，減壓蒸餾的目的是巰基乙酸鈉液體內的部分水蒸出，提高巰基乙酸鈉的濃度，同時使巰基乙酸鈉溶液中含有的無機鹽飽和后而析出，對巰基乙酸鈉進行適當的提純，這樣最終能保證最終產品的質量。當蒸餾出口溫度達到80℃后，停止加熱，降溫，加入冰水降溫，使溫度降至0℃左右，結束降溫。

1.3.3 過濾

將步驟2降溫后的混合物在低溫下進行真空過濾，把混合物倒入抽真空的布氏漏斗內，把固體物過濾出來，抽濾瓶內得到較為透明的高濃度巰基乙酸鈉溶液。

1.3.4 酸化

把步驟3得到的透明巰基乙酸鈉溶液加入帶攪拌的三口瓶內，打開攪拌，滴加鹽酸類的混合酸溶液，對巰基乙酸鈉進行酸化，溶液由紅色變為無色，結束后得到較為純凈的巰基乙酸溶液，加混合酸時控制加酸量及加酸速度，在酸化過程中控制溫度在30℃左右，當溶液pH值為3左右時停止加酸，攪拌30分鐘后酸化結束。

1.3.5 氨化

往步驟4得到的酸化液中滴加一定濃度的氨水溶液，控制滴加速度，在反應過程中控制反應溫度為30℃左右，過程中要經常測定溶液的pH值，當pH值到7.5時停止滴加氨水，攪拌15min后開始慢慢通入氨氣，控制通氣閥門，測溶液pH值，達到8.5時停止通氨氣，保溫反應45min后，結束降溫，得到巰基乙酸銨粗品。

1.3.6 過濾

將步驟5得到的溶液倒入抽真空的布氏漏斗內，進行負壓過濾，除去少量雜質，得到粉紅色巰基乙酸銨產品。

1.4 巰基乙酸銨的選礦應用

巰基乙酸銨主要用于對銅鉬礦、鉛鉬礦分離中對銅和鉛的抑制，在選礦過程中，先進行銅鉬或鉛鉬混選，然后粗精礦再磨脫藥后，加入抑制劑進行銅鉬或鉛鉬分離，使鉬精礦中銅或鉛的含量達到要求，而鉬精礦符合國標要求。內蒙某銅鉬礦銅鉬分離進行抑制劑試驗，用專利產品巰基乙酸銨對該礦進行銅鉬分離試驗，并且進行了實驗室閉路試驗，驗證抑制劑效果，開路試驗流程如圖2，試驗結果見表1。

圖2 開路流程試驗圖

表1 開路流程對比試驗結果

通過試驗結果可以看出，巰基乙酸銨的抑制效果要優于現場銅抑制劑。

為了更好的反映藥劑的抑制效果，進行了5組閉路循環驗證試驗，試驗流程如圖3，試驗結果見表2。

圖3 閉路試驗流程圖

表2 閉路試驗結果

表2(續)

通過對銅鉬礦的分離對比的開路及閉路試驗，都能驗證巰基乙酸銨有較好的效果。

應用實例2

內蒙某鉛鉬礦的抑制分離試驗試驗樣品采用選廠粗選泡沫進行分離，流程圖見圖4及試驗結果如表3。

圖4 試驗流程圖

表3 試驗結果表

內蒙某鉛鉬礦的抑制分離試驗試驗樣品采用選廠粗選泡沫進行分離，經過試驗，巰基乙酸銨對鉛的抑制效果優于現場藥劑。

2 結果與討論

⑴巰基乙酸銨是一種優良的選礦抑制劑，在銅鉬分離，鉛鉬分離上對銅、鉛、硫的抑制效果較好。

⑵巰基乙酸銨在合成試驗中，需經萃取、吸附、蒸餾、酸化、氨化等工序，每一工序都有嚴格的控制要求，溫度、濃度、真空度等實驗條件要求，在操作中嚴格按要求操作，才能得到較好的產品質量指標。

⑶在巰基乙酸銨的選礦使用中，用量應該嚴格控制，找出最佳的用量，這樣才能得到較好精礦指標和較高的回收率，用量過大，會影響鉬的回收率，用量不足，會造成精礦中的含雜較高。

⑷巰基乙酸銨是一種新型的選礦藥劑，是硫化鈉及重鉻酸鈉(鉀)良好的替代品，低毒、味小，屬環保型藥劑，在今后的選礦使用中會逐漸用量增加。