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时间:2019-11-26
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1、黄药 黄药(xanthate)硫化矿浮选常用的一种巯基扩捕收剂。学名为烃基黄原酸盐,通式,R为C2~5烷基。醇与苛性碱和二硫化碳作用,生成黄药其基本反应式为性质黄药为黄色晶体或粉末,不纯品常为黄绿色或橙色的胶泥状物,有刺激性臭味,中等毒性,因此,生产黄药时应注意保护人体和防止环境污染。短碳链黄药易溶于水,易燃,稳定性差,合成黄药含水分多,保存期为半年。放置时间过长则结块变质,干燥黄药则比较稳定,能较长时间存放。黄药在水中水解成黄原酸,溶液呈碱性:在酸性介质中黄原酸分解成醇和二硫化碳:黄药与重金属离子作用生成难溶性盐:式中Me2+为……等。黄药被氧化则生成双黄
2、药:合成方法黄药早在1782年即已被合成,用作分析试剂,直至1925年才用于浮选作捕收剂。合成工艺有多种,如直接合成法、水溶液法、稀释剂法、部分稀释剂法、过量醇法、蒸汽法、碱金属醇淦法等。中国采用直接合成法生产,利用强烈搅拌的捏和机及在冷冻的条件下,将理论比例量的醇与氢氧化钠粉末互相作用,再缓慢加入二硫化碳,进行黄原酸化反应,得合成黄药,经干燥得干燥黄药;也可以采用“反加料法”,即先将醇与二硫化碳混合,再慢慢有控制地加入氢氧化钠粉末制成黄药。应用黄药用途甚广,迄今已有近70年的使用历史,在浮选工业中黄药用作硫化矿捕收剂,橡胶工业中用作硫化促进剂,分析化学中用乙基黄
3、原酸钠作铜镍等金属离子的沉淀剂及比色剂,冶金工业中用黄药从溶液中沉淀钻镍,纤维素黄药用于制造人造纤维。黄药适用于浮选铜、铅、锌等金属硫化矿时用作捕收剂,对某些氧化矿,如氧化铜矿、氧化铅锌矿,用硫化钠硫化后也可以黄药作捕收剂进行浮选。浮选用的黄药有钾黄药和钠黄药两大类,在浮选中起捕收作用的是黄原酸根,与钾、钠离子关系不大,因此烃基相同的钾黄药或钠黄药有相同的选矿效能。钠黄药在空气中较易吸湿受潮,但较便宜,中国均使用钠黄药。黄药因其分子中的烃基不同,而有不同品种,常用的有乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和戊基等黄药,它们共同的特点均为黄色晶体或粉状固体,亦可压成短
4、条状或粒状出售,含黄原酸钠一般在77%以上,含游离碱0.5%以下,易溶于水。中国各大选矿药剂厂生产最多的是乙基和正丁基黄药,主要品种有乙基、丁基干燥黄药和合成黄药等。黄药的化学名称为烃基二硫代碳酸盐。分有乙基黄药,丁基黄药、戊基黄药等。烃基中碳原子数小子4的黄药,统称低级黄药,碳原子数在4以上的黄药,统称高级黄药。高级黄药的捕收能力大于低级黄药的捕收能力。黄药是浮选硫化矿物如方铅矿、黄锕矿、闪锌矿、黄铁矿、自然金、自然银、汞,孔雀石等,最常用的捕收剂。黄药的特征是:呈淡黄电结晶状粉末,易溶于水、受热受潮、遇碱、遇酸易分解,有刺激性,点火燃烧。应贮存阴凉,干燥地点。
5、黄药很容易与各种烷基化试剂作用生成硫代酯,主要为黄药分子中,碱金属被烃基取代生成黄药酯类,其通式为ROCSSRˊ,可将其看作是黄药的衍生物。这类捕收剂属于非离子型极性捕收剂,它在水中的溶解度都很低,大部分呈油状。对于铜、锌、铝等硫化矿以及沉淀铜、离析铜等的浮选,具有较高的浮选活性,属于高选择性的捕收剂。即使在较低的pH值条件下,也能浮选某些硫化矿。黄药酯类药剂多和水溶性捕收剂混合使用,以提高药效、降低用量、改善选择性。常用的黄药酯有:乙黄睛酯[乙黄酸氰乙烯酯C2H5OCSSCH=CHCN],丁黄腈酯[C4H9OCSSC2H4CN]等,其制备反应为:ROCSSNa十
6、CH2=CHCN+H2O→ROCSSC2H4十NaOH 可作为铜、铅、锌和钼硫化矿捕收剂,对黄铁矿的捕收能力较弱,和黄药混用较好。丁黄烯酯(丁黄酸丙烯酯C4H9OCSSCH2CH=CH2),是丁黄药和氯丙烯在常温下合成的。此外,尚有乙黄烯酯(C2H5OCSSCH=CH2),性质和前者相近。 黄药是用醇、氢氧化钠(或氢氧化钾)及二硫化碳制成的:ROH+NaOH=RONa+H2ORONa+CS2=ROCSSNa 所用原料醇中的烃基不同,可得到各种黄药,如C2H5—乙黄药,(CH3)2CH—异丙黄药,C4H9—丁黄药。黄药有钾盐和钠盐两种。此外,还有戊黄药C
7、5H11OCSSNa;异丁黄药(CH3)2CHCH2OCSSNa;仲辛黄药CH3(CH2)5CH(CH3)OCSSNa;杂黄药(C3~C6的烷基黄原酸盐)等。 黄药在常温下是淡黄色粉末,也有制成颗粒状的,常因含有杂质而颜色较深,密度为1.3~1.7g/mL,具有刺激性臭味,有毒,易溶于水,在水解离出ROCSS-阴离子,具有捕收作用。黄药性质不稳定,易吸水潮解,遇热更加速其分解。易溶于水,丙酮与醇中。使用时常配成1%水溶液。碱土金属(如钙、镁、钡等)的黄原酸盐易溶。黄药对碱土金属矿物(如萤石CaF2、方解石CaCO3、重晶石BaSO4等)没有捕收作用。黄药离子能
8、和许多重金
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