山嵛酸银水洗工艺研究

李万迎，桑大力

（中国乐凯集团有限公司 河北 保定 071054）

0 引言

基于长链羧酸银的热敏成像材料和光敏感热显影成像材料，均已有四十多年的发展历史，两种成像体系优于去掉传统影像材料使用的湿法显影加工工艺，只通过干法加热的方式就可以获得影像，具有环境友好的特点，具有很重要的商用应用价值，并成功应用于高质量的医用X 射线胶片[1-2]。两种成像材料中均使用一种含有银离子的非卤化银银源生成黑白影像。尽管文献专利中报道了很多种银化合物[3-5]，但是在实际应用中可使用的有机银只有三种：长链梭酸银、苯并三唑银和炔化银[6]。迄今为止，作为热敏和光敏感热成像材料的银源是羧酸银，通常使用的羧酸银中碳原子数在C12-C22。羧酸银的固有光吸收在紫外区（250～260 nm），一般来讲纯羧酸银是光稳定的。对可见光不敏感性是作为热成像材料银源的一个重要特性，因此长链羧酸银晶体在可见光下的稳定性使它成为热敏和光敏感热成像材料的主要成像银源。商业化生产的热敏和光敏感热成像材料中使用的羧酸银是山嵛酸银或山嵛酸银与硬脂酸银的混合物并掺有少量的棕榈酸银和花生酸银，一般选用山嵛酸银较多[7]。

山嵛酸银盐的制备方法很多，一般采用山嵛酸碱金属盐溶液与含有银离子的水溶液化学沉淀的方法，化学沉淀法一般分为单注沉淀法和双注沉淀法。制备山嵛酸银过程中，山嵛酸常溶解于有机溶剂或水和有机溶剂的混合溶剂中，一般选用的有机溶剂如丙酮、丁酮等酮类居多，也有采用醇类溶剂的，但存在以下缺点：

这些类溶剂具有致命性毒害作用，当蒸汽浓度达到一定量时，存在爆炸隐患，对试验人员和生产人员易造成安全危害，且使用成本较高；其次，就是银盐的水洗过程繁琐，采用溶剂制备的银盐由于制备过程中使用大量溶剂，制备产物中存有大量溶剂且黏度较大，在水洗过程中不易清洗除去，水洗时间比较长，水洗用水量较大，效率较低，且水洗后排放液中含有大量溶剂对环境造成一定的污染。

以纯水体系代替有机溶剂或水和有机溶剂的混合溶剂体系，避免了有机溶剂挥发对生产人员带来的安全隐患，提高了生产的安全系数；由于制备过程中没有溶剂的参与，在水洗过程中一定程度上缩短了水洗时间，提高了效率，且也一定程度上减少了排放液对环境的污染，但放眼于大量生产时，水洗工艺还是存在一定缺陷，如水洗时间长短、水洗用水量多少、处理量大小及操作是否简便等方面仍需改善，以提高水洗效率，来满足生产需求。

本文重点介绍了山嵛酸银的不同水洗工艺，即抽滤水洗，分离机水洗和静置水洗，分别从水洗时间，水洗用水量及山嵛酸银的处理量等方面进行水洗效率的分析对比，分析各方法优势，为以后找到一种更经济、更高效、更简便的水洗方法提供方向。

1 水洗工艺研究

山嵛酸银的水洗主要是去除制备过程中未反应的山嵛酸、山嵛酸钠及表面活性剂等物质，水洗工艺不仅要去除反应残余物质及中间产物，还要考虑到山嵛酸银的水洗效，如水洗时间，水洗用水量，处理量等，来分析山嵛酸银水洗的经济性。

1.1 抽滤水洗

抽滤水洗山嵛酸银由于设备简单，操作简便，是实验室一直沿用的水洗方法。抽滤瓶水洗通过真空泵抽取负压来实现的，即将抽滤漏斗中自上而下分别铺垫上粗细两种滤纸，置于15 000 mL 的抽滤瓶上，采用真空泵，在-0.1 Pa 下进行抽滤水洗，装置如图1所示。由于抽滤漏斗的容量有限，每次所取的待洗山嵛酸银要适量，随后加入适量纯水，搅拌均匀，即可开始抽滤水洗，当抽滤出水电导率≤5.0 μs/cm 时即满足要求。

图1 抽滤水洗装置Fig.1 Suction filtration water washing device

对于实验室制备的小量山嵛酸银来讲抽滤水洗还是比较方便的，但对于一批中式放量制备的山嵛酸银时，由于量大，需分批次水洗，洗完一次放量生产的山嵛酸银所需纯水量大概为500～600 kg，时间为5 d 左右，效率比较低，且水洗完毕后滤纸上会有部分残余山嵛酸银，对山嵛酸银的收率有一定的影响，可见抽滤水洗山嵛酸银适合实验室制备，对于放量生产的山嵛酸银水洗并不实用。

1.2 分离机水洗

山嵛酸银与水是互不相容的固液两相物质，在水洗分离时可以考虑分离机或离心机等设备，且这些设备可提提高山嵛酸银的处理量，对今后放量生产提供参考。经过分析调研后，选用辽阳鸿基机械有限公司生产的GQ80 型管式分离机，对山嵛酸银进行分离水洗，其工作原理是：分离机由机身、传动装置、转鼓、集液盘、进液轴承座组成。转鼓上部是挠性主轴，下部是阻尼滑动轴承，主轴由联接座缓冲器与被动轮联接，电机通过传动带、涨紧轮将动力传递给被动轮、从而使转鼓绕自身轴线高速旋转，形成强大的离心力场，物料由底部进液口射入，离心力迫使料液沿转鼓内壁向上流动，且因料液不同组分的密度差而分层，GQ 分离机及其原理图如图2。

图2 分离机及其原理图Fig.2 Separator and its schematic diagram

采用分离机水洗山嵛酸银时，每次水洗时，取适量待洗有机银产物，置于20 kg 的不锈钢桶中，将入适量水进行，搅拌均匀，通过蠕动泵将待洗有机银产物打入到分离机内，进行离心分离，并测试出水电导率，直至出水电导率≤5.0 μs/cm。每次水洗需要重复分离5～6次，用水量需要100～120 kg，每次重复时需要将分离机转毂里的山嵛酸银卸掉，加水混匀，进行下次清洗。分离机水洗一批中式放量的山嵛酸银，总需水量为300～400 kg，时间约为3 d，且每水洗一次需要人为卸料，操作复杂。

1.3 静置水洗

纯水体系制备的山嵛酸银密度要小于水，山嵛酸银在分散于纯水中时，会漂浮于水的表面，基于该性质可以考虑在水洗山嵛酸银时，将山嵛酸银与水充分搅拌均匀后，静置放置，随后将下部清液排掉，重复该过程几次，直至出水电导率≤5.0 μs/cm 时即满足要求。该方法对待洗山嵛酸银量没有严格要求，可根据所洗山嵛酸银的量来调节所用容器大小，随着处理量的增加水洗用水量也会增大，静置时间也会随之延长，但静置水洗方法在操作上比较简便。

实验室制备的山嵛酸银，通过此方法水洗，经过6～7 次水洗，每次水洗所用水量为4 kg，时间为2 h，水洗一批中式放量所得山嵛酸银时，水洗需用水量为500～600 kg，水洗时间所需2～3 d 左右，相比上述两种方法，静置水洗用水量也比较大，水洗时间稍有缩短，操作上比较简单。

1.4 讨论

对比三种山嵛酸银的水洗方法，当山嵛酸银处理量同为中式放量时，在水洗时间，用水量及处理量上存在在一定差异，具体如表1。

表1 水洗结果Table 1 Water washing results

对比三种方法，抽滤瓶水洗操作简便，但时间长，水洗用水量较大，设备容量有限，适用于实验室小量水洗；分离机水洗山嵛酸银处理量有所提升，水洗时间有所缩短，用水量相对较小，但操作相对复杂；静置水洗山嵛酸银处理量可调节，水洗时间相对较小，设备简单且操作上相对简便。

2 结论

山嵛酸银的水洗主要是去除制备过程中未反应的山嵛酸、山嵛酸钠及表面活性剂等物质，上述三种水洗方法即抽滤瓶水洗，分离机水洗和静置水洗，各有利弊，均能达到水洗的要求，但在水洗用水量，水洗时间、设备及操作等方面存在差异，都会对山嵛酸银水洗效率产生一定的影响。山嵛酸银的水洗并不局限于上述方法，水洗方法研究的道路还很长，在今后山嵛酸银的水洗研究中可以在上述方法的基础上，综合利用各方法的优势，寻求一种更经济、更高效、更简便的水洗方法。