硫化鉱浮選の分野では、黄薬と黒薬は最も広く応用されている捕収剤であるが、鉱石の性質がますます複雑になり、環境保護の要求が絶えず高まるにつれて、業界は「より強い選択性、より低い使用量、より環境保護」の新型捕収剤に対する需要がますます切実になっている。チオアミドエステル(Thionocarbamate)が誕生し、その卓越した選択性と効率性で、複雑な銅モリブデン鉱、銅金鉱及び高泥質鉱石を処理する「利器」となった。この高性能捕捉剤を全面的に紹介します。
チオアミドは「O−アルキル−N−アルキルチオカルバメート」の略称であり、化学式はRO−C(=S)−NHR′であり、外観は通常淡黄色から琥珀色の油状液体、水には不溶であるが、有機溶媒には可溶であり、スラリー中に乳化により分散することができる。それは非イオン性捕捉剤の一種である。
黄薬、黒薬との違い:
黄薬:イオン型、捕捉能力が強く、選択性が比較的に悪い
黒薬:イオン型、選択性は比較的に良くて、しかしまだ一定の制限性があります
チオアミドエステル:非イオン型、選択性が優れ、黄鉄鉱に対してほとんど捕捉能力がない
発展の歴史:チオアミドは1960年代に工業化応用を開始し、最初に銅モリブデン分離に用いられた。その卓越した選択性のため、銅金鉱、複雑な多金属鉱などの分野に徐々に普及し、高価値鉱石浮選の第一選択捕捉剤の一つとなっている。
硫黄ウレタンは硫化銅鉱物(例えば黄銅鉱、輝銅鉱、斑銅鉱)及び自然金に対して極めて強い捕捉能力を持っているが、黄鉄鉱(FeSガリウム)、磁気黄鉄鉱、閃亜鉛鉱などの卑しい金属硫化物に対する捕捉能力は非常に弱い。これは、どうりゅうぶんり、どうあえんぶんりにおいて、硫黄ウレタンは黄鉄鉱や閃亜鉛鉱をほとんど持ち去らずに銅鉱石を効率よく捕捉することができ、高品位銅精鉱を得ることができる。
たいひおうやく:黄薬は銅鉱山を浮選する際、黄鉄鉱も大量に捕獲され、大量の石灰(pH> ; 11)を加えて黄鉄鉱を抑制する必要がある、チオアミドは中性から弱アルカリ性(pH 8-9)の条件下で高い選択性を実現でき、石灰の使用量は大幅に低下した。
チオアミドの捕捉活性は高く、通常は黄薬の1/3〜1/5(グラム/トン級)の量で、理想的な回収率を達成することができる。これにより、薬剤コストが削減されるだけでなく、後続の廃水処理の負担も軽減される。
高泥質鉱石の浮選では、黄薬は鉱泥に吸着されて消費されやすく、効果は大幅に割引される。一方、硫黄ウレタンは鉱泥に対する感受性が低く、高泥条件下でも良好な捕捉性能を維持することができる。
チオアミドの毒性は黄薬や黒薬よりはるかに低く、においは小さい。それ自体は分解しにくく有害ガスを発生し、操作者に対してより友好的で、環境保護の要求にも満足しやすい。
チオアミド自体はほとんど泡が立たず、使用時には通常、泡立ち剤(MIBC、トール油など)を配合する必要がある。
化学構造によって、チオニンエステル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 |
|---|---|---|---|---|
| エチルチオアミド | O−エチル−N−エチルチオカルバメート | 淡黄色液体 | 選択性がよく、捕捉力が強い | 銅鉱、金鉱 |
| イソプロピルチオアミド | O−イソプロピル−N−エチルチオカルバメート | 琥珀色の液体 | 総合的なパフォーマンスに優れ、最も一般的な | 銅モリブデン鉱、銅金鉱 |
| プロピルチアミンエステル | O−プロピル−N−エチルチオカルバメート | 琥珀色の液体 | 捕捉力が強い | どうこう |
| ブチルチオアミド | O−ブチル−N−エチルチオカルバメート | 濃い琥珀色の液体 | 捕捉力が最も強く、選択性がやや弱い | 銅鉱、金鉱 |
最も一般的な:イソプロピルチオニド(符号Z-200、Aero 3477など)、世界の銅鉱浮選の主流チオニド製品である。
チオアミドエステルは非イオン性捕捉剤であり、分子中にチオカルボニル基(C=S)を含み、銅鉱物表面の銅イオンと安定した配位結合を形成することができ、鉱物表面に化学吸着し、疎水浮上させることができる。
黄薬との違い:
黄薬と銅鉱物の表面に形成されているのはキサントゲン酸銅(イオン結合+共有結合)であり、反応は迅速だが選択性は悪い
チオアミドと銅鉱石の表面に形成されるのはキレート(配位結合)であり、結合はより安定で、より特異的である
簡単な理解:チオアミド分子は「カニはさみ」のように、銅イオンを正確に「つかむ」ことができ、鉄イオン(黄鉄鉱表面)を「つかむことができない」ことで、高い選択性を実現する。
| 鉱石タイプ | チオアミドエステルの作用 | 優位 | 典型的な使用量(グラム/トン) |
|---|---|---|---|
| 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 | 石灰の使用量が大幅に低下し、銅精鉱の品位が高い | 5-30 |
| どうモリブデン鉱 | 黄銅鉱を捕捉すれば、輝モリブデン鉱は自然に浮遊することができる | 灯油との配合でモリブデン回収率が向上 | 5-20 |
| どうきんこう | 金銅含有鉱物及び自然金の捕捉 | 金回収率が向上し、黄鉄鉱に弱い捕収 | 10-40 |
| どうあえんこう | 銅鉱物を選択的に捕捉し、閃亜鉛鉱を抑制する | シアン化物不要で環境に優しい | 10-30 |
| こうでいちゅうどうこう | スラッジに敏感ではなく、効果が安定している | 高泥中の黄薬の消費を克服する | 10-40 |
| 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 | 5-25 |
チオアミドは油状液体であり、水には不溶である。通常、次のように追加されます。
直接追加:原液を薬物添加ポンプにより攪拌槽または浮選機に直接滴下する。
乳化添加:水と混合した後、高せん断乳化器を経て乳濁液を形成して添加する(効果がより良く、分布がより均一である)。
一般参加かくはん槽または浮選機の第1溝。
スラリーとの接触時間は1〜2分が要求される。
| 鉱石タイプ | チオアミドエステル使用量(グラム/トン鉱石) |
|---|---|
| どうりゅうこう | 5-15 |
| どうりゅうこう | 15-30 |
| どうモリブデン鉱 | 5-20 |
| どうきんこう | 10-40 |
| こうでいちゅうどうこう | 15-40 |
(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)
きほうざい:チオニンエステル自体は泡立たず、MIBC、松アルコール油などを添加する必要があり、通常10-30 g/トンの量で使用する。
ちょうせいざい:
石灰または炭酸ナトリウムでpHを8-9に調整する(高pHを必要としない)
シアン化物や重クロム酸塩を大量に添加する必要がない(環境に優しい)
ほじょトラップざい:場合によっては、少量の黄薬または黒薬を配合して、粗粒または酸化銅を捕捉することができる。
一般的な順序:
ちょうせいざい(石灰/炭酸ナトリウム)pH調整
チオアミドエステル(捕捉剤)
きほうざい(MIBCなど)
必要があれば、少量の黄薬を加えて強化することができる
| たいひこうもく | 黄薬 | 黒薬 | チオアミドエステル |
|---|---|---|---|
| せんたくせい | 悪い | 中程度 | 素晴らしい |
| 黄鉄鉱の漁獲 | 強い | 中程度 | きわめて弱い |
| 使用量(グラム/トン) | 30-200 | 20-100 | 5-40 |
| はっぽうせい | 無 | 中程度 | 無 |
| pH適応範囲 | アルカリ性(> ; 8) | 幅(5~12) | 中性〜弱アルカリ(7〜9) |
| せっかいようりょう | 高(pH> ; 11) | 中(pH 9-10) | 低(pH 8-9) |
| スラッジに対する感度 | 敏感 | 敏感である | 不感症 |
| 環境への配慮 | 中程度の毒性、においが大きい | 中程度の毒性、においがある | 低毒性、においが少ない |
| 価格 | 低い | 中程度 | より高い |
| 適用シーン | じょうようこうせき | ふくごう鉱石 | 高い価値/環境への要求が高い |
推奨項目の選択:
簡単な銅硫黄鉱:黄薬+石灰でよい
複雑な銅硫黄鉱、銅モリブデン鉱、銅金鉱:硫黄アミドエステルの優位性が明らかである
環境保護の要求が高く、石灰の使用量を下げたい:優先的にチオアミドを選択する
| 要素 | 影響 | 最適化措置 |
|---|---|---|
| スラリーpH | 最適なpH 8-9、過塩基は効果を下げることができます | 石灰や炭酸ナトリウムで精密に制御する |
| 使用量 | 不足すると回収率が低い、過剰になるとコストが増加し、品位に影響を与える可能性がある | 試験により最適な使用量を決定する |
| スラリー中の銅イオン | 銅イオンは鉱物を活性化でき、有利である | 特別な処理は必要ありません |
| スラリー中の硫黄イオン | 過剰は抑制される | 硫化ナトリウムなどの使用を避ける |
| さんかこうぶつ | チオアミドエステルは酸化銅の捕集能力に弱い | 配合可能硫化ナトリウム硫化 |
| 温度 | 常温でよい | — |
どくせい:チオアミド属低毒性物質は、LD 50(ラット経口)が約1000〜2000 mg/kgで、黄薬と黒薬よりはるかに低かった。
刺激的:皮膚、目に軽い刺激性があるが、黄薬より温和である。
におい:軽い硫化物のにおいがしますが、黄薬と黒薬よりはるかに低いです。
防護:操作時に保護手袋、ゴーグルを着用すればよい。
せいぶつぶんかい:硫黄アミドは微生物によって分解され、分解速度は中程度である。
水生毒性:水生生物に対する毒性は低く、チオアミド含有尾水は比較的容易に処理できる。
石灰の使用量を減らす:高pHが必要ないため、石灰消費と尾鉱アルカリ性が減少した。
日陰、換気倉庫に保管し、火元、熱源から離れている。
強い酸化剤との接触を避けるために密封保存する。
賞味期限が長い(1~2年)。
| 問題 | 考えられる原因 | 解決策 |
|---|---|---|
| 銅回収率が低い | 使用量が不足している、またはpHが不適切である | 使用量を増やし、pHを8-9に調整する |
| 銅精鉱は品位が低い | 黄鉄鉱が少量浮上する可能性がある | pHが十分かどうかをチェックする(> ; 8)、または少量の石灰を添加する |
| あわが少なすぎる | チオアミドは発泡せず、発泡剤が不足している | 発泡剤(MIBC、グリコール油)の使用量を増やす |
| コストが高すぎる | チオアミドエステルは黄薬より価格が高い | 使用量を正確に制御するか、少量の黄薬を配合する |
| 効果が不安定 | 鉱石の性質変化 | 薬剤制度を調整し、黄薬と併用することができる |
選鉱所は工場に入るチオアミド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 | クロマトグラフィーまたは滴定法 | ≥95% |
| 水分 | カルフェ休法 | ≤0.5% |
| 酸価 | さんえんきてきてい | ≤5 mg KOH/g |
| 外観 | 目視 | 淡い黄色からオレンジ色の透明な液体 |
チオアミドエステル、この高性能選択性捕捉剤は、その卓越した選択性、低使用量、環境に優しいなどの利点を持って、銅、金、モリブデンなどの硫化鉱の浮選技術を徐々に変更している。「高品位、低石灰、無シアン化物」のグリーン選鉱を可能にした。
チオアミドの価格は伝統的な黄薬より高いが、それがもたらす精鉱品位の向上、石灰の使用量の減少、環境保護コストの低下などの総合的な効果は、高価値鉱石の浮選の「賢明な選択」になった。鉱石の性質がますます複雑になり、環境保護の要求が高まるにつれて、チオアミドエステルの応用の将来性はさらに広がるだろう。