它的制备方法是由原料乙胺、氢氧化钠、二硫化碳直接合成而得。文献介绍用酒精作溶剂来合成,该法的缺点主要是在低温下乙硫氮也易溶于酒精,使分离出乙硫氮极为困难,由于母液中含有大量的乙硫氮,所以直接用母液作溶剂套用也不合适文献法的优点在于反应简单,无母液处理,收率也较高,但由于是固体反应,对原料的充分混合、反应温度的控制都要有较高的要求。
浮选黄铜矿有什么药剂捕收力比戊基黄药和乙硫氮更强的吗?
1.黄药类 包括黄药和黄药酯.
1)黄药(黄原酸盐).其结构式:
学名为烃基二硫代碳酸盐,通式是ROCSSMe,其中R为烃基,Me为碱金属离子.R为乙基、丁基等,则相应地称为乙基黄药、丁基黄药等.
黄药为淡黄色粉剂,含杂质时颜色变深,比重为1.3~1.7.有刺激性臭味,易溶于水.
黄药的捕收能力与分子中非极性基的烃链长度、异构有关.
2)黄药酯,通式为ROCSSRˊ.常用的有:乙基腈酯、丁黄腈酯等.常用来做铜、铅、钼等硫化矿捕收剂.
2.硫氮类 常用乙基氮、丁硫氮、硫氮酯等.
乙硫氮分子式为(C2H5)2NCSSNa,它是白色粉剂,工业上常因含少量黄药呈淡黄色,易溶于水,在酸性介质中易分解.它对黄铜矿、方铅矿有较强的捕收能力,对黄铁矿捕收能力弱.
硫氮酯的通式为RNCSSRˊ.常用的二乙基硫氮腈酯是棕褐色油状液体,难溶于水,可溶于有机溶剂,有起泡性能.
3.硫胺酯 即硫逐氨基甲酸酯,属非离子型捕收剂,微溶于水,琥珀色油状液体.它是硫化矿浮选时有良好选择性的捕收剂,对黄铜矿、辉铜矿有较强的捕收作用,不捕黄铁矿.
4.黑药类 即二烃基二硫代磷酸盐,通式为 : R2O2PSSMe
黑药具有起泡性,捕收及不及黄药,但选择性较黄药好,而且在酸性介质中不易分解,性质稳定.
1)25号黑药,即甲酚黑药(C2H4CH8O)2PSSH.常温下,甲酚黑药为黑色或暗绿色粘稠液体,比重约为1.2,有硫化氢臭味,微溶于水,有起泡性,对皮肤有腐蚀作用,与氧气接触易氧化而失效.
2)丁铵黑药,即二丁基二硫代磷酸铵,分子式为(C4H9O)2PSSNH4.白色粉末,易溶于水,潮解后变黑,有起泡性,适于金、铜、锌等硫化矿的浮选.
3)胺黑药,通式为(RNH)2PSSH.生产上应用的有环已胺及苯胺黑药,白色粉末,有硫化氢臭味,不溶于水,易溶于水稀碱和酒精溶液中.对光和热的稳定性差,易变质失效.胺黑药对硫化铅捕收能力强,选择性好,泡沫不粘,用量要大些.
4)钠型黑药,主要成分为二已基二硫代磷酸钠,用于闪锌矿浮选,对方铅矿捕收能力差.
5)208黑药,捕收能力较钠型黑药更强,用于金、银、铜矿的浮选,对捕收细粒金较有效,也是辉铜矿、铜蓝及斑铜矿的有效捕收剂.
5.硫醇类 通式为RSH,工业上应用苯骈噻唑硫醇和苯骈咪唑硫璃.
苯骈噻唑硫醇对氧化铅和菱锌矿捕收能力较强.在硫化矿浮选时,捕收方铅矿能力最强,对闪锌矿次之,对黄铜矿最弱.苯骈咪唑硫醇主要用于氧化铜和难选硫化铜矿浮选.
6.硫脲衍生物类 二苯基硫脲(即白药),对方铅诚征捕收能力强,对黄铁矿捕收能力弱.
如何提高电解锰浆液的固液分离效率
分黄药系列 黑药系列羟肟酸系列和其他
1)乙基黄原酸钠:
乙基黄原酸钠是黄药系列产品中选择性最好的捕收剂。它可广泛地应用于易浮或复杂有色金 属硫化矿的优先浮选。也可与硫化剂配用,应用于铜、铅氧化矿的浮选。它还可用作湿法冶金沉淀剂( 如:锌电解液的净化)及橡胶硫化促进剂。2)异丙基黄原酸钠:
异丙基黄原酸钠在有色金属硫化矿浮选中的捕收能力较乙基黄药稍强。它主要用于各种有色金属硫化矿浮选的捕收剂,还可用作湿法冶金的沉淀剂;也用作橡胶硫化促进剂。
3)丁基黄原酸钠(钾):
是一种捕收能力较强的浮选药剂,它广泛应用于各种有色金属硫化矿的混合浮选中。该品特别适合于黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿等的浮选。在特定条件下,可用于从硫化铁矿中优先浮选硫化铜矿,也可浮选用硫酸铜活化了的闪锌矿。
4)异丁基黄原酸钠(钾):是各种有色金属硫化矿浮选中捕收能力较强的浮选药剂,该品主要用于铜、铅、锌等多种金属硫化矿的浮选。它已显示在自然回路中浮选各种铜矿和黄铁矿特别有效。
5)异戊基黄原酸钠和戊基黄原酸钠(钾):
是一种强捕收剂,主要应用于需要捕收力强而不需要选择性的有色金属矿物的浮选。例如,它是浮选氧化了的硫化矿或氧化铜矿和氧化铅矿(经过硫化钠或硫氢化钠进行硫化)的良好捕收剂。该品对铜-镍硫化矿及含金黄铁矿等的浮选也能取得较好的选别效果。黑药系列
1)25号黑药:兼有捕收性和起泡性,它是铅、铜、银的硫化矿及活化了的硫化锌矿的有效捕收剂,常用于铅、锌优先浮选分离作业中。该品在碱性回路中对黄铁矿及其它硫化矿捕收力很弱,但在中性或酸性介质中,它是所有硫化矿的强力非选择性捕收剂。在特定条件下,还对重金属氧化矿具有一定的捕收效果。由于该品仅能微溶于水,所以必须以原始形态加入调整槽或球磨机中。2)丁钠黑药:是金矿及银、铜、锌硫化矿的有效捕收剂。在碱性回路中对黄铁矿捕收力很弱。本品仅有很弱的起泡性。
3)苯胺黑药:用于有色金属硫化矿的浮选,具有捕收能力较强、选择性较好的特点。该品主要用于有闪锌矿及硫化铁矿存在时对铅、铜矿物的浮选,对提高金、银浮选回收率也有较为显著的效果。由于在浮选过程中使用苯胺黑药,有时可以省掉闪锌矿的氰化物抑制剂。4)25号钠黑药:是铜、铅硫化矿的有效捕收剂。由于其对硫化锌矿的捕收力很弱,所以常用于铜、铅硫化矿与硫化锌矿的优先分离浮选。采用此药剂时,可以直接加入浮选回路中。5)异丁钠黑药:是金矿及银、铜、锌硫化矿的有效捕收剂。在碱性回路中对黄铁矿捕收力很弱。本品仅有很弱的起泡性。6)丁铵黑药:是有色金属矿石的优良捕收剂兼起泡剂。对铜、铅、银及活化了 的锌的硫化矿以及难选多金属矿有特殊的分选效果。它在弱碱性矿浆中对黄铁矿和磁黄铁矿的捕收性能较弱,而对方铅矿的捕收能力较强。它也可用于镍、锑硫化矿的浮选,特别对难选的硫化镍矿、硫化-氧化镍混合矿以及硫化矿与脉石的中矿较为有效。根据研究,使用丁铵黑药还有利于铂、金、银的回收。羟肟酸系列
1)羟肟酸:是一种捕收性能较强、选择性较好的优良捕收剂。该品对多种金属氧化物、某些难选金属氧化矿物及部分氧化了的硫化矿具有良好的捕收性能,对氧化铜矿、赤铁矿、含钇矿、黑钨矿、白钨矿、钛铁矿、含铌矿、锡石及稀土矿物等多种金属氧化矿均具有良好的捕收效果。该品也是有色金属冶炼中镓、锗等金属的优良萃取剂
2)烷基羟肟酸钠是一种较好的捕收剂,对多种金属氧化物、多种金属氧化矿物及部分氧化了的硫化矿具有良好的捕收性能,它对氧化铜矿、赤铁矿、含钇矿、黑钨矿、白钨矿、钛铁矿、含铌矿、锡石及稀土金属矿等多种金属氧化矿均有良好的捕收效果
3)水杨羟肟酸能与锡、钨、稀土、铜、铁等金属形成稳定的螯合物,而与碱土金属及碱金属形成不稳定的螯合物,所以,水杨羟肟酸具有较好的选择性。特别是水杨羟肟酸与锡石螯合时不仅能形成多种形式的外络盐,而且还能形成不同构成的内络盐,因此,水杨羟肟酸对锡的选择性较强。该品在锡石选矿中通常与P86配套使用,并具有一定的起泡性。该品还具有毒性低(是卞基胂酸的十六分之一,故此品的应用还可以使环保问题得到大大改善)、用药量少、适用性强等特点,具有较高的推广应用价值。4)苯甲羟肟酸是菱锌矿、黑钨矿和白钨矿及锡石等难选矿物的有效捕收剂。苯甲羟肟酸在特定条件下用于菱锌矿的浮选可获得较为理想的选别指标;工业应用表明,苯甲羟肟酸与部分其它药剂配合使用,在黑钨矿、白钨矿的浮选作业中,取得了精矿品位和回收率都有较大幅度提高的理想浮选效果。其他:
乙硫氮:捕收性能与黄药及黑药类似,但与黄药、黑药相比,乙硫氮具有捕收能力强、浮选速度快、药剂用量省等特点。由于其对黄铁矿的捕收能力很弱,所以乙硫氮在硫化矿浮选中又具有良好的选择性。在铜、铅、锌、锑及其它多金属硫化矿的浮选中具有更加优于黄药和黑药的选别效果。该品还可用于金属冶炼提纯,也可在橡胶工业上用作促进剂。乙基硫氨酯:有色金属硫化矿的优良捕收剂,对黄铁矿捕收力弱,具有较高的选择性,用这种捕收剂获得较高质量的精矿,砷含量低(在砷存在的情况下)。BK-301捕收剂是一种适用于有色金属矿山浮选铜、金、银、锌、钼等硫化矿的高效捕收剂,对黄铁矿捕收力较弱,对铜、金、银矿有较好的选择性,具有捕收能力强、选择性好、用量少并兼有一定起泡性等优点。在特定条件下,T-610比水杨氧肟酸有着更好的选择性。该品能与锡、钨、稀土、铜、铁等金属形成稳定的鳌合物,而与碱土金属及碱金属形成不稳定的鳌合物,所以,T-610在某些金属矿物的浮选作业中显示出具有较好的选别效果。经选矿工业应用表明,T-610对锡的选择性较强,该品在锡石选矿中通常与P86配套使用,并具有一定的起泡性。该产品还具有药量少、适用性强等特点,具有极高的推广应用价值。
在铅锌银的选矿厂里的磨浮车间里硫酸铜、硫酸锌、硫化钠、丁氨黑药、乙硫氮、黄药、生石灰、碳酸钠、硫化
电解金属锰生产工艺流程主要分两个阶段:
(1)制备电解溶液。采用锰矿粉与无机酸反应,加热制取锰盐溶液,同时向溶液中加入铵盐作缓冲剂,用加氧化剂氧化中和的方法除去铁,加硫化净化剂除去重金属,然后过滤分离,在溶液中加入电解添加剂作为电解溶液。目前工业生产广泛采用硫酸浸锰方法制取电解液,用氯化锰盐溶液电解制取金属锰的方法还未形成规模性生产。
制取硫酸锰所用的锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种。用菱锰矿粉制取硫酸锰的主要化学反应为:
MnCO3+H2SO4→MnSO4+CO2↑+H2O
用软锰矿制取硫酸锰,先要对软锰矿进行还原焙烧,还原成一氧化锰,然后用硫酸浸取,其主要化学反应为:
MnO+H2SO4→MnSO4+H2O
(2)电解操作过程。向隔模电解槽注入含硫酸铵的硫酸锰水溶电解液,接通直流电,产生电析作用,在阴极板上析出金属锰,阳极板析出氧气;周期性地更换阴极板,对电析产物进行钝化、水洗、烘干、剥离等处理,获得金属锰产品。
阴极板上的反应为:
Mn2++2e→Mn↓
阳极板上的反应为:
生产方法
原料技术条件
用硫酸锰作原料制取金属锰,所需原料主要有锰矿粉、硫酸、硫酸铵、氧化剂、还原剂、添加剂等。
锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种:
(1)菱锰矿(MnCO3),质量要求符合国家标准GB3714-83的1-4级。
(2)软锰矿(MnO2),质量要求符合国家标准GB3714-83的1-4级。
锰矿粉以锰含量高,杂质元素种类少、含量低为佳,特别是铁和重金属元素的含量要求尽可能低。
工业硫酸(H2SO4)质量指标应符合国家标准GB534-82。
硫酸铵[(NH4)2SO4],质量指标应符合国家标准GB535-83。
液氨或氢氧化铵(NH3、NH4OH)质量指标应符合国家标准GB536-82(CO2含量不大于0.05g/L)。
还原剂用无烟煤粉,粒度 2mm以下,灰分小于14%。
净化剂(用于沉淀重金属)有:
(1)饱和(NH4)2S溶液;
(2)福美钠[(CH3)2NCS2Na]简称SDD,含量大于88%;
(3)乙硫氮[(CH3CH2)2NCS2Na·3H2O]。
电解添加剂有二氧化硫(SO2)和二氧化硒(SeO2)。
用菱锰矿制取硫酸锰溶液
菱锰矿粉含锰量应大于20%,钙镁含量宜尽量低,粒度小于0.125mm。在80-90℃条件下,以硫酸为溶剂,可将菱锰矿粉中的MnCO3转化为硫酸锰。反应式为:
MnCO3+H2SO4→MnSO4+CO2↑+H2O
此反应是放热反应,平衡常数随温度的升高而减少。
用软锰矿制取硫酸锰溶液
软锰矿的主要成分为MnO2,浸取前先在反射炉或沸腾人还原焙烧成MnO,所用锰粉粒度小于0.125mm,无烟煤粉粒度小于1mm,煤粉的配比为锰粉质量的0.16-0.18,焙烧温度850-900℃,其综合反应为:
2MnO2+C===2MnO+CO2↑+174.6kJ
焙烧还原率85%-92%,理想的还原率应依据锰粉的含铁量确定,以满足下道工序Fe2+的需要。焙烧后获得的锰粉用稀硫酸浸取硫酸锰的反应为:
MnO+H2SO4===MnSO4+H2O
制取硫酸锰电解液的操作过程
锰粉的浸取包括两个基本过程:吸咐化学反应过程和硫酸及反应产物的扩散过程。扩散速度对浸取反应起着极为重要的作用。影响扩散速度的主要因素有温度、搅拌强度、矿粉粒度、硫酸浓度等。
实际生产中搅拌速度一般为40-70r/min,硫酸浓度一般在100-150g/L范围内。
硫酸浸锰的操作过程:在酸浸罐中加入1/5体积的阳极液或回收废锰渣,开动搅拌器,加入计算好的锰粉,慢慢放入计量的硫酸。再打开蒸汽阀加热以加速反应,剧烈反应过后,再加入阳极液至4/5体积,继续升温到90℃。pH值2-3时,检验Fe2+浓度,酌量加入MnO2,以使Fe2+氧化成Fe3+,反应1.5-2小时,检验Fe2+是否完全氧化。反应为:
MnO2+2Fe2++4H+←→2Fe3++Mn2++2H2O
再用NH3或NH4OH调整pH值到6.5以上,进行Fe3+离子的水解。反应为:
Fe3++3OH-←→Fe(OH)3↓
Fe3++3H2O←→Fe(OH)3↓+3H+
检验Fe3+离子完全水解后,趁热过滤。在滤液中检测(NH4)2SO4与重金属离子的含量后,酌量补加硫酸铵,滴入净化剂,生成重金属螯合物沉淀,静置6小时以上,充分沉淀后,进行第二次压滤,除去滤渣;再滴加电解添加剂,即成电解液。
固液分离是制液过程的重要环节,分离恰当,可减少浪费,保证溶液质量。我国现有工业生产广泛采用橡胶板框压滤机,设备结构简单,易于操作,分离效果好,只是劳动强度较大。
硫酸锰电解液的技术要求如表1-2所示。
表1-2 硫酸锰电解液的技术要求
项目
Mn2+/(g/L)
(NH4)2SO4/(g/L)
pH
杂质的最大允许量/(mg/L)
Co
Ni
Cu
Fe
指标
36-40
110-130
6.5-7.0
0.5
1
5
15-20
原料:
用硫酸锰作原料制取金属锰,所需原料主要有锰矿粉、硫酸、硫酸铵、氧化剂、还原剂、添加剂等。
锰矿粉分菱锰矿和软锰矿两种:
(1)菱锰矿(MnCO3),质量要求符合国家标准GB3714-83的1-4级。
(2)软锰矿(MnO2),质量要求符合国家标准GB3714-83的1-4级。
锰矿粉以锰含量高,杂质元素种类少、含量低为佳,特别是铁和重金属元素的含量要求尽可能低。
工业硫酸(H2SO4)质量指标应符合国家标准GB534-82。
硫酸铵[(NH4)2SO4],质量指标应符合国家标准GB535-83。
液氨或氢氧化铵(NH3、NH4OH)质量指标应符合国家标准GB536-82(CO2含量不大于0.05g/L)。
还原剂用无烟煤粉,粒度 2mm以下,灰分小于14%。
净化剂(用于沉淀重金属)有:
(1)饱和(NH4)2S溶液;
(2)福美钠[(CH3)2NCS2Na]简称SDD,含量大于88%;
(3)乙硫氮[(CH3CH2)2NCS2Na·3H2O]。
电解添加剂有二氧化硫(SO2)和二氧化硒(SeO2)。
工艺操作:
电解操作
电解槽
电解是在隔膜电解槽中进行的。电解遭由槽体、假底、隔模、蛇形铅管、阴极和阳极等部分组成。
槽体为内衬聚氯乙烯塑料软板的长方体。
假底为用杉木加工制的隔膜框座。隔膜框座下端就安放在假底的凹槽内。
隔膜由杉木制或聚氯乙烯制隔膜框外套隔膜袋构成。隔膜下部漏空,使假底下部与隔膜内的窨连通,构成阳极区;其余区域为阴极区。
蛇形铅管外径φ25mm,材质PbSb或PbSb2;内通自来水,以降低槽液温度。
阴极一般采用厚度1.5mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢板制作。
阳极采用铅锑锡银四元合金制成,阳极板的有效面积要求为阴极板有效面积的55%-60%,阳极板外形尺寸略小于阴极板(一般长度小2cm,宽度小于4cm),必要时在阳极板上开栅孔。
电解条件
电解法生产金属锰除对电解液有严格的技术要求外,还要严格控制电解条件,如电流密度、槽液锰含量、pH值、温度、硫酸铵浓度、二氧化硒加入量等。
电解槽控制指标如表1-3所示。
表1-3 电解槽控制指标
序号
名称
指标
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Mn2+(阴极房)/(g/L)
(NH4)2SO4/(g/L)
pH
温度/℃
亚硒酸(以Se计)/(g/L)
阴极电流密度/(A/m2)
阳极电流密度/(A/m2)
槽电压/V
同名极距/mm
电解周期/h
15-20
110-130
7-8.4
35-40
0.03-0.04
350-420
600-700
4.2-5.3
100左右
24
加入补充液
国外有48h、72h
最佳阴极电流密度为350-420A/m2,提高阳极电流密度可减少MnO2的沉积,提高阳极电流效率,通常阳极电流密度确定为阴极电流密度的1.7-2倍。
若阴极液中的Mn2+浓度过高,容易产生Mn(OH)2沉淀;若Mn2+浓度过低,则会由于严重的浓差极化作用而降低电流效率。生产中Mn2+离子浓度以15-20g/L为宜,当pH值、温度较低时,Mn2+浓度可高一些;当pH值、温度较高时,Mn2+浓度可低一些。
若阴极液的pH值过低,不利于抑制析氢反应,导致阴极电积锰的电流效率降低;若pH值过高,将导致Mn(OH)2沉淀,降低析氢过电位,降低电流效率,或使电解过程无法进行。工业生产中一般控制pH值在7.0-8.4的范围内。
硫酸铜活化闪锌矿;
硫酸锌抑制闪锌矿;
硫化钠是氧化矿的硫化剂;
丁氨黑药是铜铅锌银捕收剂,有起泡性能;
乙硫氮是铜铅捕收剂;
黄药铜铅锌硫等硫化矿的捕收剂;
生石灰调整pH值,抑制黄铁矿;
碳酸钠调整pH值。
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