丁铵黑药生产工艺的改进

曲华东,徐庆华

(烟台恒邦化工助剂有限公司,山东 烟台 264100)

丁铵黑药是有色金属泡沫浮选的重要捕收剂，尤其是对金、银的富集有特效。丁基铵黑药自1969年研制成功并投入生产已经很多年了[1]，但丁基铵黑药生产过程中会产生少量的黑药渣，致使中间产品二丁基二硫代磷酸含量偏低，并且黑药渣污染环境,成为黑药生产过程中一直存在的难题。丁铵黑药的传统工艺为干燥法，为了提高丁铵黑药的品位，稳定指标，降低成本,我们通过反复试验，决定对丁铵黑药的生产工艺进行改进，不仅有效的解决了黑药渣的问题，并且达到了增产节能的目的。

1 丁铵黑药的传统生产工艺

1.1 二丁基二硫代磷酸(丁黑药)的合成

将丁醇放入反应器中，在搅拌状态下加入五硫化二磷，丁醇与五硫化二磷按照质量比4∶3计入，控制温度90℃反应1h合成二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)。

反应方程式如下：

4CH3(CH2)3OH+P2S52(CH3CH2CH2O)PSSH+H2S

反应结束后通冷却水降温至40℃以下，将二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)放料至沉降罐内进行静置。

1.2 中和反应

将沉降罐内沉降好的上层二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)计量加入中和釜，再加入适量的水稀释到丁基酸黑药含量为50%左右，开动搅拌，在中和釜的夹套中通入循环水，控制反应温度40℃以下计量往中和釜中通入液氨进行中和反应，调节pH值至8-9左右，得到丁铵黑药溶液。

反应方程式如下：

(CH3CH2CH2CH2O)PSSH+NH3(CH3CH2CH2CH2O)PSSNH4

1.3 启动刮板干燥机干燥。

传统的丁铵黑药的生产过程中基本是采用刮板干燥机对丁铵水液进行真空干燥，生产出粉末状的丁铵黑药。

首先开启刮板干燥机并在其夹套内通入蒸汽，然后开启真空泵，控制真空度及刮板干燥机的温度，用转子流量计控制往刮板干燥机内输送的物料的流量，流量控制要准确，否则干燥下来的物料含水量较高，生产出的产品不合格且容易融化。

2 传统生产工艺的弊端

(1) 丁铵黑药过程中会产生少量的黑药渣，因此合成的二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)必须放料至沉降罐静置，抽取沉降好的二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)并且将其加水稀释至一定的浓度方可进行中和反应。沉降罐内的黑药渣污染环境，没有特别好的方法进行处理给企业的环保造成压力。

(2)因二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)中和前需加水稀释，因此必须将丁铵黑药溶液使用刮板干燥机进行干燥，才能得到固体丁铵黑药；此生产工艺能耗大，单位时间内产量低，工艺比较复杂，所需附属设备比如真空泵，冷凝器等台数较多，维修费用也较高,并且传统的刮板干燥机容积少，单位时间内产量低，成本高。

3 丁铵黑药改进后的生产工艺

为了提高丁铵黑药的品位，稳定指标，降低成本我们通过反复试验，决定对丁铵黑药的生产工艺进行改进，改进后的生产工艺主要目的是克服上述已有工艺的不足。

3.1 二丁基二硫代磷酸(丁黑药)的合成

将丁醇计量加入反应釜中，在搅拌状态下加入五硫化二磷，丁醇与五硫化二磷依然按照质量比4∶3加入反应釜中，加微量吡啶作催化剂，控制温度90℃反应，并且将反应时间适当延长，以提高中间产品二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)的转化率。

由于黑药渣大部分是未反应完全的粗颗粒五硫化二磷和黑药酸，并且还会有副反应生成的少量双黑药，加入催化剂，可以抑制副反应的发生；同时延长反应时间，以提高中间产品黑药酸的转化率，从而减少黑药渣的量。

3.2 中和反应

引入新设备混捏机，该混捏机是企业通过对多年的生产实践进行总结，自主研发出来的。将计量好的二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)加入混捏机中，混捏机夹套中通入冷冻盐水降温，然后计量通入氨气，控制反应温度在70～75℃，反应3h，反应完成后控制pH值=8～9，直接得到丁基铵黑药成品。

4 新工艺的优点

新的生产工艺将中间产品二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)计量加入混捏机中，启动混捏机，然后计量通入氨气进行反应。丁基酸黑药不需要溶解于水中与氨气反应，并且由于在混捏机中反应更充分使得黑药渣中的黑药酸也与氨气反生反应生成丁基铵黑药，大大提高了丁基铵黑药的转化率，并且pH值大于9时副反应产生的少量双黑药也会分解成丁铵黑药，丁铵黑药的合格率达到了99%，相比工艺改进之前的产品合格率提高了四个百分点并且消除了废弃物的产生；由于反应过程没有水的参与，所以生成的丁基铵黑药为成品，不需要使用刮板干燥机进行干燥。

将新生产工艺与传统生产工艺在同样条件下进行生产参数及维修周期等的对比。试验结果见表1。

表1 新生产工艺与传统工艺产量、维修周期对比

可见，在单位时间内，使用新的生产工艺丁铵黑药的产量可增加一倍以上，维修周期变长，吨电耗及吨成本也都会随之降低。

5 结论

新生产工艺引进新的设备混捏机，生产过程为批量间歇生产，整个工艺过程二丁基二硫代磷酸(丁基酸黑药)不需要沉降，不需要加水稀释，也不需要使用刮板干燥机进行干燥。

改进后的新生产工艺使丁铵黑药的生产流程更加简单，操作容易，大大的提高了丁铵黑药的产能，整个工艺过程中不会有黑药渣产生，更加环保，并且相对于传统生产工艺节省了很多生产辅助设备，降低了生产及维修成本，降低了能耗，消除了废弃物的产生，同时提高了产品的质量。