选矿药剂巯基乙酸铵的合成研究及应用

鲁新州，范鑫鑫，尹倩倩

(烟台恒邦化工助剂有限公司，山东 烟台 264109)

巯基乙酸铵，分子式为HSCH2COONH4，分子量为109，粉红色溶液，有微弱的氨味，比重为1.12。巯基乙酸铵是一种选矿药剂，主要用于铜钼矿、铅钼矿、铜硫矿等硫化矿的浮选分离中，做为铜、铅、硫等硫化矿的抑制剂，可以代替对环境污染严重和毒性较大的硫化钠、重铬酸钠(钾)、石灰等抑制剂的使用，巯基乙酸铵是一种比较环保的选矿药剂，在将来的选矿应用领域中会发挥更大的作用，用量会不断增加。

巯基乙酸铵的生产方法有几种，一般情况下的生产方法是海波法延伸而来的，主要采用一氯乙酸、碳酸钠、碳酸氢铵等化学品在一定的条件下通过化学反应得到的，这种生产方法得到的产品质量较为稳定，生产条件易于操作，但其成本较高，原料有一定的毒性，所以在工业应用中受到限制。还有一种新的生产方法就是利用生产硫氨酯的副产物巯基乙酸钠进行深加工得到的巯基乙酸铵。

烟台恒邦化工助剂有限公司是国内选矿药剂生产规模较大的公司，主要生产黄药系列，黑药系列，硫氨酯系列等常规产品及专用高效药剂。公司在生产硫氨酯的工艺中，主产品是硫氨酯，同时会副产一种产品巯基乙酸钠，巯基乙酸钠也是一种抑制剂，主要用作铜钼、铅钼等硫化矿的浮选中，作为铜和铅的抑制剂，能代替硫化钠及重铬酸钠等抑制剂，降低药剂成本，同时减少对环境的危害。在硫氨酯副产巯基乙酸钠的使用过程中，发现其由于是一种副产品，杂质较多，在使用中不稳定，生产指标波动较大，所以在目前选矿使用中受到限制，还没有得到大量的应用。为了使副产巯基乙酸钠得到较为广泛的应用，在实验室利用生产乙硫氨酯得到的副产品巯基乙酸钠经一系列的物理化学反应得到巯基乙酸铵，其成本较低，在应用选矿试验中应用效果较好，有很好的发展空间。

1 实验部分

1.1 材料及试剂

仪器：500mL三口瓶，分液漏斗，电动搅拌器，恒温水浴锅，真空泵，蒸馏管，抽滤瓶，布氏漏斗，降温装置，XFD单槽浮选机(3L，1.5L,1.0L,0.5L)等。

原料试剂：巯基乙酸钠(工业品)、乙酸乙酯(AR)、活性炭(工业品)、亚硫酸(工业品)、盐酸(工业品)、氨水(工业品)、液氨(工业品)等

1.2 工艺流程

硫氨酯副产巯基乙酸钠生产巯基乙酸铵流程如图1所示。

图1 硫氨酯副产巯基乙酸钠生产巯基乙酸铵流程

1.3 实验过程

1.3.1 巯基乙酸钠除杂

在装有搅拌的三口瓶中加入巯基乙酸钠500mL,开搅拌，加入乙酸乙酯类的有机混合物100mL,对巯基乙酸钠中的有机杂质进行处理，采用乙酸乙酯类混合物对巯基乙酸钠进行除杂，反应结束后倒入分液漏斗内静置分层，然后分出下层萃取后的巯基乙酸钠，上层为乙酸乙酯类混合物，循环萃取使用，饱和后对乙酸乙酯混合物进行减压蒸馏，蒸馏出的乙酸乙酯的混合物循环萃取使用，剩余的有机物选矿使用。把下层分离出来的巯基乙酸钠然后倒入活性吸附管内，通过活性炭吸附后，把得到的巯基乙酸钠进行减压蒸馏。

1.3.2 减压蒸馏

对步骤1得到的下层巯基乙酸钠进行减压蒸馏，把巯基乙酸钠加入蒸馏烧瓶，安装蒸馏头，接好抽真空装置，然后加热，打开泵，调节阀门使真空度控制在-0.06MPa,把加热温度控制在80℃左右，减压蒸馏的目的是巯基乙酸钠液体内的部分水蒸出，提高巯基乙酸钠的浓度，同时使巯基乙酸钠溶液中含有的无机盐饱和后而析出，对巯基乙酸钠进行适当的提纯，这样最终能保证最终产品的质量。当蒸馏出口温度达到80℃后，停止加热，降温，加入冰水降温，使温度降至0℃左右，结束降温。

1.3.3 过滤

将步骤2降温后的混合物在低温下进行真空过滤，把混合物倒入抽真空的布氏漏斗内，把固体物过滤出来，抽滤瓶内得到较为透明的高浓度巯基乙酸钠溶液。

1.3.4 酸化

把步骤3得到的透明巯基乙酸钠溶液加入带搅拌的三口瓶内，打开搅拌，滴加盐酸类的混合酸溶液，对巯基乙酸钠进行酸化，溶液由红色变为无色，结束后得到较为纯净的巯基乙酸溶液，加混合酸时控制加酸量及加酸速度，在酸化过程中控制温度在30℃左右，当溶液pH值为3左右时停止加酸，搅拌30分钟后酸化结束。

1.3.5 氨化

往步骤4得到的酸化液中滴加一定浓度的氨水溶液，控制滴加速度，在反应过程中控制反应温度为30℃左右，过程中要经常测定溶液的pH值，当pH值到7.5时停止滴加氨水，搅拌15min后开始慢慢通入氨气，控制通气阀门，测溶液pH值，达到8.5时停止通氨气，保温反应45min后，结束降温，得到巯基乙酸铵粗品。

1.3.6 过滤

将步骤5得到的溶液倒入抽真空的布氏漏斗内，进行负压过滤，除去少量杂质，得到粉红色巯基乙酸铵产品。

1.4 巯基乙酸铵的选矿应用

巯基乙酸铵主要用于对铜钼矿、铅钼矿分离中对铜和铅的抑制，在选矿过程中，先进行铜钼或铅钼混选，然后粗精矿再磨脱药后，加入抑制剂进行铜钼或铅钼分离，使钼精矿中铜或铅的含量达到要求，而钼精矿符合国标要求。内蒙某铜钼矿铜钼分离进行抑制剂试验，用专利产品巯基乙酸铵对该矿进行铜钼分离试验，并且进行了实验室闭路试验，验证抑制剂效果，开路试验流程如图2，试验结果见表1。

图2 开路流程试验图

表1 开路流程对比试验结果

通过试验结果可以看出，巯基乙酸铵的抑制效果要优于现场铜抑制剂。

为了更好的反映药剂的抑制效果，进行了5组闭路循环验证试验，试验流程如图3，试验结果见表2。

图3 闭路试验流程图

表2 闭路试验结果

表2(续)

通过对铜钼矿的分离对比的开路及闭路试验，都能验证巯基乙酸铵有较好的效果。

应用实例2

内蒙某铅钼矿的抑制分离试验试验样品采用选厂粗选泡沫进行分离，流程图见图4及试验结果如表3。

图4 试验流程图

表3 试验结果表

内蒙某铅钼矿的抑制分离试验试验样品采用选厂粗选泡沫进行分离，经过试验，巯基乙酸铵对铅的抑制效果优于现场药剂。

2 结果与讨论

⑴巯基乙酸铵是一种优良的选矿抑制剂，在铜钼分离，铅钼分离上对铜、铅、硫的抑制效果较好。

⑵巯基乙酸铵在合成试验中，需经萃取、吸附、蒸馏、酸化、氨化等工序，每一工序都有严格的控制要求，温度、浓度、真空度等实验条件要求，在操作中严格按要求操作，才能得到较好的产品质量指标。

⑶在巯基乙酸铵的选矿使用中，用量应该严格控制，找出最佳的用量，这样才能得到较好精矿指标和较高的回收率，用量过大，会影响钼的回收率，用量不足，会造成精矿中的含杂较高。

⑷巯基乙酸铵是一种新型的选矿药剂，是硫化钠及重铬酸钠(钾)良好的替代品，低毒、味小，属环保型药剂，在今后的选矿使用中会逐渐用量增加。