黃原酸鹽

黃原酸鹽即黃藥,為黃色粉末固狀,有刺激性氣味有毒,點火燃燒,易受水潮解,性質不穩定,遇鹽加速分解,易溶於水和丙酮和醇中。對人和動物的肝臟、腎臟和神經系統造成損傷。黃藥由Keller 發明於20 世紀20 年代。黃藥的發明，對選礦技術進步起到了極大的推動作用，各種黃藥均可作為泡沫浮選的捕收劑，且在這一領域的用量最大。乙基鈉黃藥和乙基鉀黃藥還可用作濕法冶金沉澱劑、醫藥中間體以及在農業上用於作物的乾燥，在穀物收穫前的適當時期噴施，可迅速降低其皮殼的水分含量，便於脫粒。

基本介紹

• 中文名：黃原酸鹽
• 外文名：Xanthate salt
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 別稱：黃藥
• 特點：有刺激性氣味有毒

簡介

選礦廠可能會排出各種廢棄物，包括液體的和固體的，有毒的和無毒的。在浮選廠，為了有效地進行浮選分離，需要在不同作業加入大量浮選藥劑。這些藥劑在選礦廠排出的廢棄溶液中均會有所保留，也會和廢渣共存。一些有毒的物質會和最後的廢渣共生，其中有一些會被所處理的礦物溶解，存在於選礦廠的各種料流中。一般浮選捕收劑中的硫醇類、磺酸鹽類和胺類捕收劑會以具有中等到劇毒的成分存在。

套用

黃原酸鹽俗稱黃藥( ROCSSNa) ，由Keller 發明於20 世紀20 年代。黃藥的發明，對選礦技術進步起到了極大的推動作用，各種黃藥均可作為泡沫浮選的捕收劑，且在這一領域的用量最大。乙基鈉黃藥和乙基鉀黃藥還可用作濕法冶金沉澱劑、醫藥中間體以及在農業上用於作物的乾燥，在穀物收穫前的適當時期噴施，可迅速降低其皮殼的水分含量，便於脫粒。異丙基鈉黃藥和異丙基鋅黃藥以及正丁基鋅黃藥可用作橡膠硫化促進劑，多用於膠乳膠料和低溫硫化膠漿，其活性高於二硫代氨基甲酸銨，突出特徵是當膠乳中有氨存在時不發生早期硫化。眾所周知，短碳鏈的黃藥捕收力較弱而選擇性較強。隨著分子中碳原子數的增加，捕收力逐漸增強，選擇性逐漸減弱。因此，乙基黃藥通常用於易浮硫化礦的優先浮選; 乙基黃藥與丁基( 或異丁基) 黃藥的配合使用通常用於多金屬硫化礦的浮選; 為進一步提高金屬的回收率，有時需加入戊基( 或異戊基) 黃藥或己基黃藥。

所有品種的黃藥均不宜在強酸性條件下使用，否則將導致黃藥分解，不僅大幅度降低其有效成分含量，而且使現場環境惡化，甚至發生危險。

毒性

毒性綜述

選礦廠排出的廢水中，大多數物質的毒性數據是很廣泛的，礦山和選礦廠的藥劑在毒性上變化很大，一些藥劑有很高的毒性，而另一些卻相對無毒。同樣地，尾礦中的一些物質不穩定，容易分解成相對無毒的成分，而另一些卻相對穩定。一般地講，浮選捕收劑中的硫醇類、磺酸鹽類和胺類捕收劑會以具有中等到劇毒的成分存在。按目前的研究水平，從生態毒理學上講，黃藥是最有危害的。研究發現，浮萍在濃度為5mg /L 的異丙基鈉黃藥中接觸3 d 能造成100%的致死性，水媳在黃藥中2 ～ 3 h 後，經過6d 時間，能生長出多於1 個頭。濃度為1 mg /L 的戊基鉀黃藥可導致紅鱒死亡。丁基黃原酸鈉對草魚胚胎具有強烈的致畸作用，畸形的主要症狀為彎體和體表瘤狀贅生物。黃藥對人和溫血動物的毒性問題，國內外文獻中已有報導。一般認為在急性中毒性試驗中，黃藥對中樞神經系統具有明顯的抑制作用，動物可死於呼吸衰竭; 慢性毒性試驗的病理改變，導致肝臟和腎臟有不同程度的營養不良。即使浮選廢水中殘存極少量的黃藥，也會使周圍空氣有異味。

對孵化的影響

黃藥嚴重影響草魚胚胎的孵化，孵化率隨著黃藥濃度的升高而下降。當黃藥濃度為24 mg /L 時其孵化率僅為38. 8%; 當黃藥濃度在10 ～ 24 mg /L 的範圍內時，此為草魚的孵化率下降最明顯的區間，若黃藥的濃度高於這個範圍，草魚的孵化基本上被抑制。試驗進行到32 h 時，對草魚孵化進程做詳細檢查，發現2. 4、5. 6 和10. 0 mg /L 三個濃度組已基本上完成了孵化進程，而13. 5、18. 0 和24. 0 mg /L 三個濃度組，僅有部分魚苗孵化出膜，大部分仍然沒有出膜，顯然黃藥濃度高於13. 5 mg /L 會延緩草魚胚胎髮育的進程。

對胚胎影響

用黃藥對草魚胚胎96h 毒性試驗。計算出黃藥對草魚胚胎96h 的LC50值為17. 80 mg /L，95%的可信限為16. 52 ～ 19. 14 mg /L，回歸方程Y =2. 4 + 2. 5X。為了能繼續觀察96h 後黃藥對草魚苗的毒性效應，試驗時間適當延長，結果發現，24. 00mg /L 高濃度組內孵出的草魚苗在試驗第8 天均全部死亡。

致畸效應

1 致畸半效應濃度

試驗經120 h，檢查各濃度組內畸形率和體表瘤狀贅生物的百分率。濃度為5. 60 mg /L 的黃藥是草魚胚胎出現畸形和產生體表瘤狀物的閾濃度。計算出120 h 的致畸半效應濃度EC50為8. 85 mg /L， 95%可信限為7. 65 ～ 10. 24 mg /L，回歸方程為Y = 1. 33 + 3. 88X。

2 畸形症狀

草魚胚胎髮育過程中受黃藥毒性的影響，出現多種畸形症狀: 胚孔不能封閉而形成大的卵黃栓; 胚體混沌不清; 卵黃囊膨大積水，有的整個胸部膨大成球狀; 心臟發育受阻而分化不全，心臟搏動微弱，例如24 mg /L 濃度組中畸形草魚胚的心搏率僅為40次/min，只有正常胚心搏率的1 /2; 畸形胚中出現較多的為彎體畸形; 還有一種特殊的畸形症狀是在體表產生瘤狀贅生物，有些個體兼有彎體和體表瘤狀贅生物。

3 瘤狀贅生物

體表瘤狀贅生物( 簡稱瘤狀物) ，位於畸形胚胎的體側，多數出現在肛門和尾柄附近，有的畸形個體上出現多個，起初在畸形胚的表皮下呈圓形或卵圓形，與周圍組織界線明顯，但不隆起，隨著胚體的不斷發育和長大，這種瘤狀物增生很快而在體表隆起，當試驗第6 天測量瘤狀物與所在部位體寬之比為2∶ 5。到試驗第13 天，瘤狀物的大小是所處部位體寬的2. 5 倍，試驗時間增加l 倍，瘤狀物增大到原來的2 ～ 3 倍。這種瘤狀物的表面呈乳頭狀，內部似乎充滿結締組織。魚苗若生有大型或數個瘤狀物，會影響它的游泳能力，由於瘤狀物迅速增生，有些會突然發生潰破，造成魚苗的死亡。這種瘤狀物的出現較獨特，在畸形魚苗所處部位絕大多數是相同的，然而在對照組絕無一例發生，這說明與自然畸胎無關，完全是受黃藥的毒性所導致，而且瘤狀物的發生率與黃藥的濃度呈現很好的相關性( r = 0. 96)。

金屬礦石指標

浮選技術是目前套用最廣也是最有效的礦石選別、提純、富集技術，它是在氣—固—液三相界面分選礦物的科學技術。現在，浮選不僅套用在選礦上，而且廣泛套用於固液分離和液液分離，套用於城市污水、工業廢水等各種廢水的治理以及廢物的資源化上。因礦石性質和所用的浮選藥劑不同，浮選過程排放的廢水量及其組成會有較大差異。浮選處理每噸礦一般約用水3 ～ 5 m3，主要包括破碎用水、磨礦用水、浮選作業所用的補加水、精礦產品脫水的沖洗水、充填用水、浮選藥劑溶藥用水和其它用途水( 包括地面沖洗水、衛生用水和綠化用水等) 。浮選廢水主要來源於破碎作業中的洗礦、磨礦作業中的分級、選別、各泡沫精礦產品的濃縮脫水、尾礦溢流及濕式除塵、事故排放等，其中以尾礦溢流水和產品濃縮水為主。在浮選廠，為了有效地進行浮選和分離，需要在不同的作業中加入大量浮選藥劑，主要的浮選藥劑有捕收劑、起泡劑、有機和無機活化劑、抑制劑、分散劑和絮凝劑。這些藥劑在浮選作業時會部分殘留在廢水中，一部分被所處理的礦物吸附而帶出，另外，金屬硫化礦在浮選過程中其金屬離子和S2 － 會水解、溶解、氧化而以各種形式進入廢水中，從而使浮選廢水的成分相當複雜。而浮選廢水具有水量大、懸浮物濃度高、重金屬濃度高、pH 高、有機浮選藥劑濃度高和起泡性強等明顯特徵。在廢水的回用過程中，殘餘的黃藥如不去除，經積累後影響礦物的選別指標。

浮選廢水中的有機浮選藥劑不經淨化處理直接回用對金屬礦石的選別指標也有不利影響，其主要表現為精礦產品的質量降低及金屬互含量增加。南京棲霞山鋅陽礦業有限公司浮選廢水未經淨化處理直接回用對鉛、鋅、硫的選別指標都有影響，其中對鉛的選別指標影響最大，主要表現為降低了鉛精礦質量和增加了鉛精礦中鋅和硫的含量。造成這些不利影響的主要原因是回水中累積的松醇油( 浮選起泡劑) 和黃藥、乙硫氮、苯胺黑藥( 浮選捕收劑) 。當廢水回用量比較大時，浮選作業泡沫太多，泡沫黏度太大，再加上沖泡水的水量不多，泡沫溢槽現象嚴重，造成精礦流失，給選礦跑、冒、滴、漏現象管理造成困難，難以維持正常生產。

治理建議

“清潔生產”這一思想的概念最初是由前蘇聯學者謝苗諾夫、彼德良諾夫等院士於20 世紀70 年代提出來的，它是指一種能使所有的原料和能量在生產—消費—二次資源的循環中都得到最合理的綜合利用，儘可能減少廢物產生和實現資源循環利用的方法。它包括生產過程的每一個環節，從原料採集到產品最後消費的整個過程以及包含在其中的軟體設備。其實清潔生產並不是說工藝過程中無廢物產生，而是一種廢物減量化和循環使用工藝。例如南京棲霞山鋅陽礦業有限公司採用硫化礦電位調控浮選清潔利用新工藝後，鉛精礦品位和回收率分別提高10. 7%和4. 1%，鋅精礦品位和回收率分別提高0. 7%和4. 9%，硫精礦品位和回收率分別提高0. 8%和9. 1%，產品總回收率增加了24. 7%; 處理每噸礦石的耗電量減少了8kW·h，磨浮廠房單位面積的礦石處理量增加了50%; 同時，新工藝對礦石性質變化和回水使用的適應性明顯增強，使浮選生產過程更加穩定，為浮選廢水全部回用創造了極為有利的條件。浮選廢水優先回用，其餘廢水經適度處理後全部回用實現了廢水的零排放，徹底消除了廢水對環境的污染，還減少了浮選藥劑的用量。

通過對捕收劑種類和pH 值的最佳化，降低了浮選廢水污染程度，有利於廢水淨化，減輕了廢水回用對分選指標的影響。尾礦經過分級處理後，粗砂用於采場打壩，細粒部分用於充填，其餘尾礦外銷作水泥原料，徹底消除了尾礦廢渣對環境的污染。通過這些清潔生產技術的成功套用，實現了廢水和尾礦的零排放，大大提高了選廠的清潔生產技術水平和程度，同時還增加了綜合經濟效益，做到了礦山資源利用與環境保護的協調發展。

總結

選礦廠中排出的黃原酸鹽對動物、植物和人類都有極大的危害，我們必須積極採取措施去治理它，利用不斷發展的新技術，降低黃原酸鹽的危害，同時對有用的成分加以回收利用，從經濟和環境雙方面得到更好的效益，真正做到礦山資源利用與環境保護的協調發展。