山崳酸銀水洗工藝研究

李萬迎，桑大力

（中國樂凱集團有限公司 河北 保定 071054）

0 引言

基于長鏈羧酸銀的熱敏成像材料和光敏感熱顯影成像材料，均已有四十多年的發展歷史，兩種成像體系優于去掉傳統影像材料使用的濕法顯影加工工藝，只通過干法加熱的方式就可以獲得影像，具有環境友好的特點，具有很重要的商用應用價值，并成功應用于高質量的醫用X 射線膠片[1-2]。兩種成像材料中均使用一種含有銀離子的非鹵化銀銀源生成黑白影像。盡管文獻專利中報道了很多種銀化合物[3-5]，但是在實際應用中可使用的有機銀只有三種：長鏈梭酸銀、苯并三唑銀和炔化銀[6]。迄今為止，作為熱敏和光敏感熱成像材料的銀源是羧酸銀，通常使用的羧酸銀中碳原子數在C12-C22。羧酸銀的固有光吸收在紫外區（250～260 nm），一般來講純羧酸銀是光穩定的。對可見光不敏感性是作為熱成像材料銀源的一個重要特性，因此長鏈羧酸銀晶體在可見光下的穩定性使它成為熱敏和光敏感熱成像材料的主要成像銀源。商業化生產的熱敏和光敏感熱成像材料中使用的羧酸銀是山崳酸銀或山崳酸銀與硬脂酸銀的混合物并摻有少量的棕櫚酸銀和花生酸銀，一般選用山崳酸銀較多[7]。

山崳酸銀鹽的制備方法很多，一般采用山崳酸堿金屬鹽溶液與含有銀離子的水溶液化學沉淀的方法，化學沉淀法一般分為單注沉淀法和雙注沉淀法。制備山崳酸銀過程中，山崳酸常溶解于有機溶劑或水和有機溶劑的混合溶劑中，一般選用的有機溶劑如丙酮、丁酮等酮類居多，也有采用醇類溶劑的，但存在以下缺點：

這些類溶劑具有致命性毒害作用，當蒸汽濃度達到一定量時，存在爆炸隱患，對試驗人員和生產人員易造成安全危害，且使用成本較高；其次，就是銀鹽的水洗過程繁瑣，采用溶劑制備的銀鹽由于制備過程中使用大量溶劑，制備產物中存有大量溶劑且黏度較大，在水洗過程中不易清洗除去，水洗時間比較長，水洗用水量較大，效率較低，且水洗后排放液中含有大量溶劑對環境造成一定的污染。

以純水體系代替有機溶劑或水和有機溶劑的混合溶劑體系，避免了有機溶劑揮發對生產人員帶來的安全隱患，提高了生產的安全系數；由于制備過程中沒有溶劑的參與，在水洗過程中一定程度上縮短了水洗時間，提高了效率，且也一定程度上減少了排放液對環境的污染，但放眼于大量生產時，水洗工藝還是存在一定缺陷，如水洗時間長短、水洗用水量多少、處理量大小及操作是否簡便等方面仍需改善，以提高水洗效率，來滿足生產需求。

本文重點介紹了山崳酸銀的不同水洗工藝，即抽濾水洗，分離機水洗和靜置水洗，分別從水洗時間，水洗用水量及山崳酸銀的處理量等方面進行水洗效率的分析對比，分析各方法優勢，為以后找到一種更經濟、更高效、更簡便的水洗方法提供方向。

1 水洗工藝研究

山崳酸銀的水洗主要是去除制備過程中未反應的山崳酸、山崳酸鈉及表面活性劑等物質，水洗工藝不僅要去除反應殘余物質及中間產物，還要考慮到山崳酸銀的水洗效，如水洗時間，水洗用水量，處理量等，來分析山崳酸銀水洗的經濟性。

1.1 抽濾水洗

抽濾水洗山崳酸銀由于設備簡單，操作簡便，是實驗室一直沿用的水洗方法。抽濾瓶水洗通過真空泵抽取負壓來實現的，即將抽濾漏斗中自上而下分別鋪墊上粗細兩種濾紙，置于15 000 mL 的抽濾瓶上，采用真空泵，在-0.1 Pa 下進行抽濾水洗，裝置如圖1所示。由于抽濾漏斗的容量有限，每次所取的待洗山崳酸銀要適量，隨后加入適量純水，攪拌均勻，即可開始抽濾水洗，當抽濾出水電導率≤5.0 μs/cm 時即滿足要求。

圖1 抽濾水洗裝置Fig.1 Suction filtration water washing device

對于實驗室制備的小量山崳酸銀來講抽濾水洗還是比較方便的，但對于一批中式放量制備的山崳酸銀時，由于量大，需分批次水洗，洗完一次放量生產的山崳酸銀所需純水量大概為500～600 kg，時間為5 d 左右，效率比較低，且水洗完畢后濾紙上會有部分殘余山崳酸銀，對山崳酸銀的收率有一定的影響，可見抽濾水洗山崳酸銀適合實驗室制備，對于放量生產的山崳酸銀水洗并不實用。

1.2 分離機水洗

山崳酸銀與水是互不相容的固液兩相物質，在水洗分離時可以考慮分離機或離心機等設備，且這些設備可提提高山崳酸銀的處理量，對今后放量生產提供參考。經過分析調研后，選用遼陽鴻基機械有限公司生產的GQ80 型管式分離機，對山崳酸銀進行分離水洗，其工作原理是：分離機由機身、傳動裝置、轉鼓、集液盤、進液軸承座組成。轉鼓上部是撓性主軸，下部是阻尼滑動軸承，主軸由聯接座緩沖器與被動輪聯接，電機通過傳動帶、漲緊輪將動力傳遞給被動輪、從而使轉鼓繞自身軸線高速旋轉，形成強大的離心力場，物料由底部進液口射入，離心力迫使料液沿轉鼓內壁向上流動，且因料液不同組分的密度差而分層，GQ 分離機及其原理圖如圖2。

圖2 分離機及其原理圖Fig.2 Separator and its schematic diagram

采用分離機水洗山崳酸銀時，每次水洗時，取適量待洗有機銀產物，置于20 kg 的不銹鋼桶中，將入適量水進行，攪拌均勻，通過蠕動泵將待洗有機銀產物打入到分離機內，進行離心分離，并測試出水電導率，直至出水電導率≤5.0 μs/cm。每次水洗需要重復分離5～6次，用水量需要100～120 kg，每次重復時需要將分離機轉轂里的山崳酸銀卸掉，加水混勻，進行下次清洗。分離機水洗一批中式放量的山崳酸銀，總需水量為300～400 kg，時間約為3 d，且每水洗一次需要人為卸料，操作復雜。

1.3 靜置水洗

純水體系制備的山崳酸銀密度要小于水，山崳酸銀在分散于純水中時，會漂浮于水的表面，基于該性質可以考慮在水洗山崳酸銀時，將山崳酸銀與水充分攪拌均勻后，靜置放置，隨后將下部清液排掉，重復該過程幾次，直至出水電導率≤5.0 μs/cm 時即滿足要求。該方法對待洗山崳酸銀量沒有嚴格要求，可根據所洗山崳酸銀的量來調節所用容器大小，隨著處理量的增加水洗用水量也會增大，靜置時間也會隨之延長，但靜置水洗方法在操作上比較簡便。

實驗室制備的山崳酸銀，通過此方法水洗，經過6～7 次水洗，每次水洗所用水量為4 kg，時間為2 h，水洗一批中式放量所得山崳酸銀時，水洗需用水量為500～600 kg，水洗時間所需2～3 d 左右，相比上述兩種方法，靜置水洗用水量也比較大，水洗時間稍有縮短，操作上比較簡單。

1.4 討論

對比三種山崳酸銀的水洗方法，當山崳酸銀處理量同為中式放量時，在水洗時間，用水量及處理量上存在在一定差異，具體如表1。

表1 水洗結果Table 1 Water washing results

對比三種方法，抽濾瓶水洗操作簡便，但時間長，水洗用水量較大，設備容量有限，適用于實驗室小量水洗；分離機水洗山崳酸銀處理量有所提升，水洗時間有所縮短，用水量相對較小，但操作相對復雜；靜置水洗山崳酸銀處理量可調節，水洗時間相對較小，設備簡單且操作上相對簡便。

2 結論

山崳酸銀的水洗主要是去除制備過程中未反應的山崳酸、山崳酸鈉及表面活性劑等物質，上述三種水洗方法即抽濾瓶水洗，分離機水洗和靜置水洗，各有利弊，均能達到水洗的要求，但在水洗用水量，水洗時間、設備及操作等方面存在差異，都會對山崳酸銀水洗效率產生一定的影響。山崳酸銀的水洗并不局限于上述方法，水洗方法研究的道路還很長，在今后山崳酸銀的水洗研究中可以在上述方法的基礎上，綜合利用各方法的優勢，尋求一種更經濟、更高效、更簡便的水洗方法。