氧化石蠟皂

氧化石蠟皂作為氧化礦的捕收劑在國內已有近60年的套用歷史，由於其高強的捕收能力，當前仍是許多礦物浮的主要劑型。

基本介紹

• 中文名：氧化石蠟皂
• 外文名：paraffin soap oxidated
• 性質：紅褐色膏狀物或粉狀物溶於水
• 作用：混凝土發泡劑

性質

紅褐色，膏狀物或粉狀物溶於水，主要用有色金屬礦和黑色金屬礦及非金屬礦做為捕收劑、起泡劑使用，適用於磷礦（火山岩、膠磷礦）、鎢礦（黒鎢、白鎢）、螢石礦、鋰輝石礦、輝鉬石礦、赤鐵礦、鋁土礦等。還可用做混凝土發泡劑使用。

氧化石蠟皂因含有長鏈脂肪酸，能與多種礦物金屬表面生成絡合物，可大幅度提高礦表面的疏水性，同時也兼備起泡性，因而能取代多種脂肪酸皂類的陰離子捕收劑，用於多種礦產品的浮選工藝。

氧化石蠟皂的生產

主要化學反應式為：RH+O₂→RCOOH

一部分為：RH+O₂→RCHOHCOOH及RCHO等，就是說石油臘經氧化作用生成脂肪酸，其中一部分可生產成羥基脂酸酸及脂肪酸酮、醛等。在反應過程中，石油臘的長鏈會斷裂變短。

主要生產條件

1.氧化：開始用較高的溫度進行激發，並加入一定量的、促進反應，然後在150℃下通空氣，至酸值達一定值時為止，（例如酸值到70左右）產率可在95%左右。
2.皂化分離：將氧化石臘皂的溶液打入皂化釜中，加入，溫度90-95℃，皂化後，加入稀釋、分離、得出第一不皂化物（上層），產率約為25-30%，主要成份是醛、酮及未反應的臘。
3.氣化分離：將皂液置於氣化爐中（可用管式爐），溫度為360℃-400℃，分出每二不皂化物，產率為20%左右，主要成份是醇類，最後得到較為純的氧化石蠟皂）。

生產工藝特點

原料的選擇

(1)直鏈烷烴的碳鏈長度分布

一般說來，作為捕收劑的脂肪酸，碳鏈越長捕收能力越強，反之則弱。但過長的碳鏈會使它的水溶性降低，容易形成膠束，而使活性盡失，大量的實踐表明，最適宜選礦的碳鏈長度為16～18個碳原子，但如果考慮到磨礦時的不平均性(在實際生產上，球磨機的工作結果，不可能把所有的礦物都磨成同一尺寸粘度的顆粒)氧化石蠟皂分子碳鏈分布應更寬一些，所以在選擇原料時，40℃的皂蠟與蠟下油的混合物為首選，這不僅適應選礦要求，且還會降低原料成本。

(2)含油量的控制

對於石蠟來說，含油量的概念，一般是指正構烷烴以外的成份。在煉油廠，石蠟的生產一般有發汗、壓榨和溶劑脫除等方法。但無論哪種方法，都不可避免的將一些非蠟成份殘留其中，這些物質對石蠟氧化反應影響隨著含量的增加而增大，對於合成脂肪酸來說，含油量越低的原料，氧化時間越短，成品酸的收率越高，而對於氧化石蠟皂而言，雖然氧化過程要受到一些影響，但考慮到產品套用特性這些所謂有”油”，在氧化反應過程中分子上也會有一些含氧官能團生成。在選礦過程中，這些含氧化合物會起到一些提高選礦速度，增強藥劑的協同效應等積極作用。因此在氧化石蠟皂的生產上，原料的”含油量”指標應該控制在一個合理的範圍內，根據實踐，一般為10%~20%較好。

反應工藝條件

(1)反應溫度

在整個石蠟氧化的過程中，反應溫度決定氧化產品質量。一般而言，石蠟的氧化反應在110-170℃都能進行。但由於產品目的不同，可選擇不同的溫度範圍。對於合成脂肪酸的生產，要求產品中最大可能都是一元正構酸，所以溫度控制低些，在實際生產中反應溫度為120～130℃；作為選礦用的氧化石蠟皂，羥基酸或其它帶含氧官能團的羧酸，會提高選礦性能，所以應該提高反應溫度使反應朝著這一方向進行，實踐中把正常氧化反應溫度控制在140～145℃，收到了很好效果。

(2)風量

在石蠟的氧化反應中，氧氣量決定氧化反應進行的先決條件。在工業上，用純氧氧化，從成本角度考慮是不可行的，一般都利用空氣直接氧化。在已固定的反應器中，通入空氣量的大小會直接影響反應的進行速度和最終產品質量、空氣量越大，反應速度越快，形成羥基酸的機會增多，對於氧化石蠟皂的生產是有利的，但空氣中氧氣的含量僅為21%左右，大部分是氮氣等惰性氣體(對氧化反應而言)，這些氣體從液相中通過，會有一個“氣提”效應，即帶出一些石蠟分子，如果是在較高溫度下生產，這種損失是明顯的，所以風量的確定要綜合考慮。

(3)催化劑

石蠟氧化反應的開始階段是困難的，需要鏈引發過程(生產上一般稱作“激發”)，如果是在較高溫度(180℃)下，這種激發自行發生，但這需要大量的熱能，在實際生產中難以達到，若想在較低的溫度下“激發”，使石蠟碳鏈，首先形成自由基，這就要藉助催化劑，目前，大多數氧化石蠟皂的生產廠家均採用高錳酸鉀做催化劑，加入量為0.2%~0.3%。

(4)終點酸價

在工業生產上，石蠟氧化深度一般用終點酸價來表述，酸價越高，氧化的越深，在碳鏈上形成含氧官能團的機會也越多，對於合成脂肪酸的生產是不利的，但卻適合氧化石蠟皂的產品特性。當然這種多官困的直鏈脂肪酸在氧化石蠟皂的套用上並非主流成份，起主要捕收作用的還是不同分子量的正構羧酸，這種多官能團的提法是基於與合成脂肪酸產品性能的對比而言。

氧化石蠟的皂化

終點酸價為70的氧化蠟其中單酸的含量僅為30%～35%，酸值為90的氧化蠟羧酸含量也不大於50%，還含有大量的未反應的石蠟和一些中性氧化物，生產上通過皂化把它們分離開來。

產品的熱處理

與合成脂肪酸生產類似，氧化石蠟皂的生產也需在管式爐中完成熱處理過程，但目的有所不同，脂肪酸生產的熱處理是通過高溫、高壓的閃蒸作用，將非酸組分最大可能分離出去，以提高單酸純度，而氧化石蠟皂熱處理的目的是深度皂化，將酯類物質進一步皂化成脂肪酸鹽。事實上，閃蒸出去的某些物質在選礦上是積極作用的。氧化蠟經過皂化分層後，大部分未反應的石蠟已被分離出，此時的分離主要是有一些中性氧化物，前已多次提及，這些物質對選礦是有用的。

用途

主要用於有色金屬和黑色金屬氧化礦做浮選藥劑。對有色金屬和氧化礦具有優良的浮選性能和捕收性能,兼有起跑性,易溶於水,有較強洗滌能力,無毒,並有較好的生物降解性。是目前浮選白鎢礦使用面最廣的產品之一,習慣名稱為氧化石蠟皂或731浮選藥劑,價格低廉,使用較為方便。

其他相關

營口石油化工有限公司“遼河”牌氧化石蠟皂產品企業標準：

項目	型號	型號	型號
	37-05	731	733
外觀	紅褐色膏狀物	紅褐色膏狀物	棕褐色粉狀
脂肪酸含量不小於	30%	50%	70%
不皂化物 不大於	15%	15%	7%
游離鹼（NaOH）%	1.o	1.0	0.5
水分 不大於	50%	30%	無