硫化鉱浮選の分野では、黄薬は恥じない「主役」だが、独特の性能を持ち、ある場面ではさらに優れた「脇役」がいる。黒薬(Dithiophosphate)。より色が濃く、選択性がよく、特に黄鉄鉱を含む高複雑な鉱石の処理が得意で、銅硫黄分離、鉛亜鉛分離などの作業に不可欠な捕収剤である。本文では、この「控えめだが効率的」浮選薬剤を全面的に紹介します。
黒薬は「ジヒドロカルビルジチオリン酸塩」の俗称であり、化学式は(RO)ガリウムPSSH(酸性黒薬)またはそのナトリウム塩、アンモニウム塩(中性黒薬)である。外観は通常、セピアから黒色の油状液体またはアッシュブラック粉末、だから「黒い薬」と名付けられた。それは水に溶けやすく、水溶液は弱アルカリ性または中性を呈する。
黄薬との違い:
黄薬:黄色粉末、捕捉能力が強く、選択性が比較的に悪い
黒薬:濃い色の液体/粉末、捕捉能力が適度で、選択性がより良い
発展の歴史:黒薬は1930年代に登場し、黄薬より少し遅れていたが、独自の性能のため、すぐに複雑な多金属鉱の浮選で一席を占めた。
黒薬は銅、鉛などの有用鉱物に対して捕捉能力が強いが、黄鉄鉱(FeSタンパ)、磁黄鉄鉱などの「面倒な鉱物」に対する捕捉能力が弱い。したがって、どうりゅうぶんり、鉛亜鉛硫黄分離中、黒薬は銅、鉛鉱物を優先的に捕捉することができ、黄鉄鉱を尾鉱に残し、精鉱の品位を高めることができる。
たいひおうやく:銅硫黄分離において、黄薬は黄鉄鉱も持ってきて、銅精鉱の硫黄含有量が高く、品位が低いことを招く;黒薬は黄鉄鉱を「抑制」し、より高品位の銅精鉱を得ることができる。
黒薬自体には一定の泡立ち性があり、黒薬を使用する際に泡立ち剤の使用量を減らすことができる。その発生した泡は脆く、消泡しやすく、精鉱脱水に有利である。
黒薬は弱酸性から弱アルカリ性(pH 5-12)の条件下で使用でき、黄薬は酸性条件下で分解しやすく失効する。
黒薬は黄薬より化学的性質が安定しており、酸化分解しにくく、貯蔵と使用中の損失が小さい。
化学構造と用途によって、黒薬は主に以下のように分類される:
| タイプ | 代表製品 | 外観 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|---|
| クレゾール黒薬 | 25号黒薬 | セピアゆじょうえきたい | 選択性がよく、発泡性が強い | 銅硫黄分離、鉛亜鉛分離 |
| ブチル黒薬 | ブチルアンモニウム黒薬 | はくしょくふんまつ | 捕捉能力が高く、選択性がよい | 銅鉱、金鉱の浮選 |
| エチル黒薬 | エチルナトリウム黒薬 | 淡黄色液体 | 選択性が最もよく、捕捉能力が弱い | ふくごうたきんぞくこう |
| イソプロピル黒薬 | イソプロピルナトリウム黒薬 | 淡黄色液体 | 総合性能が良い | 銅、鉛、金鉱 |
最も一般的な:クレゾール黒薬(25番黒薬)とブチルアンモニウム黒薬。
黒薬は黄薬と類似しており、硫化鉱の表面に化学吸着することで鉱物を疎水浮上させる。しかし、選択性が優れている理由は、次のとおりです。
分子構造の違い:黒薬分子にはリン原子が含まれており、体積が大きく、鉱物表面の金属イオンの「識別」がより細かい。
黄鉄鉱との作用が弱い:黒薬と黄鉄鉱表面の鉄イオンによる錯体の安定性が比較的に悪いため、アルカリ性条件下で、石灰はより容易に黒薬を黄鉄鉱表面から「置換」することができ、それによって選択性抑制を実現する。
簡単な理解:黒い薬は「精密な鍵」のように、銅、鉛鉱物の「錠」だけを開けて、黄鉄鉱の「錠」にはあまり合わない。
| 鉱石タイプ | 黒薬の作用 | 優位 | 一般的なナンバー |
|---|---|---|---|
| どうりゅうこう | 黄銅鉱を選択的に捕捉し、黄鉄鉱を抑制する | 銅精鉱の品位を高める | クレゾール黒薬、ブチル黒薬 |
| なまりあえんこう | 方形鉛鉱を選択的に捕捉し、黄鉄鉱を抑制する | 鉛精鉱の品位を高める | クレゾール黒薬 |
| 金鉱(黄鉄鉱を含む) | 黄金含有鉄鉱の捕捉と選択性の両立 | 金回収率の向上 | ブチルアンモニウム黒薬 |
| どうモリブデン鉱 | 銅鉱石を捕捉し、モリブデン鉱石と配合する | 銅モリブデン回収率の向上 | クレゾール黒薬 |
| ふくごうたきんぞくこう | 他の捕捉剤と併用 | 分離エフェクトの最適化 | エチル黒薬 |
えきたいこくやく:直接使用するか、水で希釈して使用することができる(通常は5%〜10%水溶液に配合する)。
こたいこくやく:水を加えて溶解し、5%-10%水溶液に配合する必要がある。
一般参加かくはん槽または浮選機の第1溝。
スラリーと十分に混合し、作用時間は1〜2分であることが要求される。
| 鉱石タイプ | 黒剤使用量(グラム/トン鉱石) | はいごうざいりょう |
|---|---|---|
| どうりゅうこう | 30-100 | せっかい |
| えんかあえんこう | 20-80 | 硫酸亜鉛+シアン化ナトリウム(閃亜鉛鉱抑制) |
| 金鉱 | 20-60 | 黄薬、発泡剤 |
| どうモリブデン鉱 | 20-50 | せきゆ |
(注:具体的な使用量は浮選試験により確定する必要がある)
通常の順序は次のとおりです。
ちょうせいざい(石灰、炭酸ナトリウム等)pH調整
よくせいざい(例えば閃亜鉛鉱、黄鉄鉱を抑制する薬剤)
黒薬(捕捉剤)
きほうざい(例えば、黒剤自体の発泡性が不足している場合に添加)
黄薬と配合する:黒薬は常に黄薬と組み合わせて使用し、黒薬の選択性と黄薬の強い捕捉力を取る。一般的にはまず黒薬を入れてから、黄薬を入れます。
ようりょうせいぎょ:使用量が不足すると回収率が低い、使用量が多すぎると精鉱品位が低下する(テープを挟むため)。
強い酸化剤との接触を避ける:黒薬は安定しているが、酸化されて効かなくなる。
| たいひこうもく | 黄薬 | 黒薬 | 適用シーン |
|---|---|---|---|
| 捕捉能力 | 強い | 中程度 | 黄薬は浮遊性鉱石に適している |
| せんたくせい | より劣る | いい | 黒薬は複雑な鉱石に適している |
| 黄鉄鉱の漁獲 | 強い | 弱い | 黒薬は銅硫黄分離に有利である |
| はっぽうせい | 弱い | 中程度 | 黒薬は発泡剤を減らすことができる |
| pH適応性 | アルカリ性(pH> ; 8) | 幅(pH 5-12) | 黒薬の方が柔軟 |
| 安定性 | 劣る(分解しやすい) | より良い | 黒薬の保存期間が長くなる |
| 価格 | 低い | 中程度 | 黒い薬は少し高いです |
| におい | 刺激臭 | とくしゅしゅう | — |
推奨項目の選択:
簡単で選びやすい鉱石:黄薬性価格比が高い
複雑で選びにくい鉱石(黄鉄鉱含有高):黒薬の優位性が明らかに
多くの場合、両者は協力して使用し、長所を取って短所を補う
| 要素 | 影響 | 最適化措置 |
|---|---|---|
| スラリーpH | 異なる黒薬には最適なpH範囲がある(一般6-10) | 石灰または酸で最適値に調整する |
| 使用量 | 不足すると回収率が低い、過剰になると品位が低下する | 試験により最適な使用量を決定する |
| スラリー中イオン | 銅イオン活性化鉱物、シアン化物は抑制される | 状況に応じて薬剤制度を調整する |
| 鉱石の酸化度 | 酸化表面が吸着に影響する | 適切に使用量を増やすか、硫化ナトリウムを添加する |
| 温度 | 低温では効果がやや劣る | 適切に使用量を増やすことができる |
どくせい:黒薬草ちゅうどくせい物質は、LD 50(ラット経口)約200〜500 mg/kg(クレゾール黒薬の毒性がやや高い)であった。
刺激的:皮膚、目に刺激性があり、特にクレゾール黒薬はフェノール類のにおいがあり、アレルギーを引き起こす可能性がある。
防護:操作時に保護手袋、ゴーグル、防毒マスクを着用する(特に液体黒薬に接触する場合)。
せいぶつぶんかい:黒薬は微生物によって分解されるが、分解速度は遅い。
水生毒性:水生生物に対して一定の毒性があり、黒薬を含む尾水は処理(酸化、吸着)後に排出する必要がある。
においの問題:クレゾール黒薬は特殊なにおいがあり、住宅地の近くで使用する際に注意する必要がある。
液体黒薬:密閉容器に貯蔵し、空気との長期接触(酸化変質)を避け、火元、熱源から離れる。
固体黒薬:日陰、乾燥倉庫に貯蔵し、湿気、雨濡れを防ぐ。
賞味期限:液体黒薬6-12ヶ月、固体黒薬1-2年。
| 問題 | 考えられる原因 | 解決策 |
|---|---|---|
| 回収率が低い | 使用量が不足している、またはpHが不適切である | 用量を増やし、pHを調整する |
| 精鉱品位が低い | せんたくせいさ | 石灰を増やして黄鉄鉱を抑制するか、より選択性の良い黒薬と交換する |
| あわだく | 黒剤は泡立ちが強い、または他の薬剤と作用する | 使用量を減らすか、消泡剤を配合する |
| においが鼻をつく | クレゾール黒剤の揮発 | 換気を強化するか、ブチル黒薬と交換する |
| 黒薬変質 | 長期保存酸化 | 新鮮な薬剤を取り替える |
選鉱所は工場に入る黒薬に対して品質検査を行う:
| 指標 | 検出方法 | 合格基準 |
|---|---|---|
| 有効成分含有量 | てきていほう | 銘柄(ブチルアンモニウム黒薬≧95%)による |
| ゆうりアルカリ | さんえんきてきてい | ≤1% |
| 水不溶物 | ろ過秤量 | ≤0.5% |
| 外観 | 目視 | 製品標準色状に適合 |
黒薬、この色の濃い薬剤は、硫化鉱浮選の分野で「選択的捕捉の専門家」の役割を果たしている。黄薬が「情熱的すぎる」ために黄鉄鉱も持ち込むと、黒薬は「冷静に抑制する」ことができ、目標鉱物だけを捕捉し、銅硫黄、鉛亜鉛の効率的な分離に化学的保障を提供する。
黒薬の特徴を理解し、その使用技術を把握することは、複雑な多金属鉱を処理する鍵である。実際の生産において、黒薬は常に黄薬、発泡剤、抑制剤などと協力して戦い、共同で鉱物分離の任務を遂行する。