苯乙烯膦酸

苯乙烯膦酸為溶劑萃取法從含有金屬鹽的水溶液中提取、分離金屬提供了一種新型萃取劑。

基本介紹

• 中文名：苯乙烯膦酸
• 外文名：Styrenic acid
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 類型：萃取劑
• 方法：溶劑萃取法

簡介

苯乙烯膦酸，為溶劑萃取法從含有金屬鹽的水溶液中提取、分離金屬提供了一種新型萃取劑。膦酸單脂的合成關鍵是碳磷鍵的形成，已有的膦酸單脂類萃取劑的結構沒有利用不飽合鍵的加成反應，而這個反應又是形成碳磷鍵的諸反應中很易進行的反應。本發明的出發點即在於利用不飽合鍵的加成反應形成碳磷鍵，以便製造一類較已有的膦酸單脂萃取劑成本低，而萃取性能又優良的新型萃取劑。

近十年來, 我國不少研究單位和礦山曾對苯乙烯麟酸的合成工藝及其在選礦領域中的套用進行廣泛研究。現在這種藥劑的合成工藝已日趨完善, 它所具有的毒性小、穩定性好、浮選效果優良、製造成本低等優點也得到了人們的普遍承認。

但由於該藥劑工業試驗產品中的雜質不但對選礦效果存在著一定的影響, 而且對藥劑生產工藝也存在著一定的影響。

苯乙烯麟酸中雜質對選礦的影響

實驗室提純的苯乙烯麟酸是白色片狀結晶, 熔點, 水溶液為無色透明液體。觀察工業試驗產品, 每批質量各不相同。純度在之間。顏色有灰色、棕色、褐色。形狀有片狀、粒狀或粉末狀。

有的樣品因含水分和油溶性雜質較多, 往往超過時即化為膏狀。水溶液分三部分, 上面有油層漂浮, 下面有少量殘渣沉積, 中間是乳濁不透明液體。這些雜質的存在對某些礦物的捕收性能有著明顯的不利影響。例如, 將實驗室產品和工業試驗產品用於滸坑黑鎢細泥的浮選, 在保證粗精礦品位基本相同的情況下, 工業試驗產品用量較大, 並且鎢精礦回收率降低了對西華山鎢礦細泥而言, 回收率降低了見表, 這說明雜質影響了藥劑的捕收性能。

苯乙烯麟酸中雜質的性質及排除方法

苯乙烯麟酸中不同雜質有不同的成因。研究表明, 雜質的形成與反應條件、原料純度尤其是含水以及操作工藝等因素有關。若按圖的程式提取雜質, 可以發現其中易揮發組分所占比例很大一般為, 主要是水分和鹽酸。這種雜質對選礦影響雖不很大, 但對簡便的酸鹼法含量測定卻帶來極不利的影響。

若將產品溶解於以上適量的熱水中, 可以收集到漂浮在液面上的油溶性雜質, 其含量約為。它使產品的熔點降低, 影響乾燥作業, 同時也影響它對某些礦物捕收性能。

在樣品溶解狀態下趁熱過濾, 可以得到一部分灰色或黑色的酸不溶物, 含量約為。該物質能燃燒,並留下殘碳, 說明它是一種有機雜質。因為它在酸性介質中不溶, 對選礦影響不會很大, 只能使產品純度降低。

當樣品從水溶液中結晶, 溫度降到時, 立即進行抽濾。開始, 濾液明亮,隨後便出現黃色發粘的細泡, 抱沫消散後,即成為棕色油狀物沉積於抽濾瓶底, 重量約占樣品的左右。若溫度降到以下,這部分雜質號, 見圖失去流動性,包含於樣品結晶之中難以分離。將號雜質用大量水煮沸, 即有部分溶解。但經多次換水煮沸, 不溶物的重量便趨

於穩定, 約占號雜質的。溶於沸水的部分冷卻後又析出。沸水難溶雜質冷卻後具有可塑性, 用鹼液或熱鹼液溶解時,可以得到紅棕色的鹼性溶液。此液用酸中和後即析出棕色團聚物。剩下鹼不溶殘餘物冷卻後為脆性固體。

顯然號雜質是一組化學成分未詳的混合物, 未詳細探討它對選礦的影響。實驗發現, 苯乙烯磷酸樣品用倍水溶解煮沸分鐘, 這種雜質能自行聚結成膠團。

根據以上所述的性質, 可以將雜質逐一排除。水分和鹽酸可用真空加熱乾燥法除去。油溶性雜質因比重小, 且難溶於水, 可用熱水溶解後分出。酸性介質中難溶的號雜質與號雜質可用倍水煮沸過濾除去。

雜質的脫除方法及產品質量的控制

在年苯乙烯磷酸工業試驗中發現,由於各種工藝因素相應放大, 原來在實驗室中並不嚴重的雜質問題變得比較突出。一部分進入產品影響其質量, 另一部分則進入溶劑油, 影響其循環使用。隨即對此問題進行研究, 試圖從合成條件人手找到消除雜質的方法。後來雖然發現了一些產生雜質的原因尤其是原料含水, 但仍然未能完全消除反應過程中的雜質。

在一次試驗中, 由於中間產品苯乙烯基二氯氧磷, 溶液未能及時水解而放置過夜, 發現中間產品結晶後, 雜質集中於瓶底。因此注意到雜質在水解前優先溶於中間產品而不是溶劑油的特性。從而推斷有的雜質只是在水解以後由於難溶於水, 也難溶於產品才進入溶劑油的。中間產品的比重顯然大於溶劑油而小於雜質。

隨著溶液溫度的降低,中間產品與溶劑油的比重差也逐漸增大, 於是從上層到下層其濃度便按照遞增的趨勢分布。雜質在中間產品中的分布規律也與之相似。故雜質總是集中在中間產品濃度最大的地方—容器的底部。

觀察中間產品溶液放置分層的全過程發現, 在室溫的空氣中自然降溫, 經過分鐘以後, 溶液中心溫度降到,這時降溫緩慢, 開始出現雜質迅速分層的現象。持續分鐘, 上部是黃色澄清溶液, 而黑色雜質則集中在下部的一小塊地方。第二次用“ 水浴作強制降溫, 很快降到了水浴的溫度, 持續了分鐘, 仍然不出現分層現象。遂改用水浴, 當溶液溫度降到補充溶劑油時, 很快出現分層現象。

第三次一開始便用水浴降溫, 結果僅分鐘便降到, 並立即分層。利用雜質的這種分層特性, 不難制訂出控制產品質量的工藝流程見圖。顯然分層持續時間愈長, 或含雜質部分分出愈多, 都會使中間產品純度愈高, 水解後產品含量也愈高。但分出量多, 單程回收率會降低。故在滿足產品質量的前提下, 應力求縮短分層持續時間和減少雜質部分分出量。

到達一定時間後要立即加熱升溫到,分出下面的黑色層。上層黃色溶液即可水解得到白色片狀的結晶產品。黑色層不能棄去, 經若干次累積以後, 加人適量的溶劑油加熱, 按上述程式再進行一次分離處理。結果發現其過程也具有相同的分層規律。從雜質中回收的產品, 苯乙烯磷酸含量仍然很高。

二次分出的黑色層還含有少量的中間產品, 可用大量水或結晶母液進行水解。水解液中產品含量很低, 可分出棄去。浮於上層的少量溶劑油因含雜質, 可分出作為燃料燒掉。含少量產品的水溶液可參加主流程的水解, 使之得到回收。

這樣流程最大的優點是不但可以拋棄雜質、控制產品質量, 而且同時也提純了溶劑油, 以達到長期循環使用的目的。

總結

按上述方法制訂的工藝流程作模擬生產試驗, 其結果見表表明, 所得產品的含量都在以上, 單程回收率在以上。三次投料, 共用苯乙烯克分子克, 理論產量克, 實際產量為克, 平均回收率, 淨得雜質克。

苯乙烯麟酸中的雜質對某些礦物的浮選是不利的, 對藥劑生產工藝也有影響。