叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐及其制备方法和应用，其制备方法是以2‑叔丁氧基乙醇、二硫化碳和苛性碱为原料，在反应温度为0~70℃下反应0.5~6h，生成叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐；该制备方法原料来源广，成本低，操作简单，无废水产生，产品收率高，易于实现工业化生产。所述叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐作为捕收剂对硫化铜矿、铅锌矿、硫化镍矿、铜钼矿等硫化矿具有较强的捕收能力和选择性。

【技术实现步骤摘要】
叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐及其制备方法和应用
本专利技术涉及矿物浮选
，具体来说，涉及一种叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐及其制备方法和应用。
技术介绍
二硫代碳酸盐，也称黄原酸盐或黄药，其结构式为：式中，R通常为C2～C8的烃基，M为Na或K。Zeise于1815年首次合成，直到1925年Keller发现黄药可以用作有色金属硫化矿浮选捕收剂，极大地推动了矿物浮选工业的发展。时至今日，黄药仍是百通用、百重要、用量百大的硫化矿捕收剂。工业上现用的黄药主要是烃链为乙基到辛基的各种黄药，其中碳原子数超【4个的黄药称为高级黄药。专利CN1138031A公开了1,3-二甲基丁基黄原酸钠或钾的合成方法，该化合物是由甲基异丁基甲醇、氢氧化钠或钾与二硫化碳反应得到的。廖威报道了一种二乙基胺甲醇黄药(式a)，浮选结果表明该药剂对辉锑矿的浮选效果优于烷基黄药(廖威.二乙基胺甲醇黄药.有色金属(选矿部分),1991(6):27-28.)。韩巧风等报道了2种芳香族黄原酸盐化合物苯甲基黄原酸钠和对氨基苯基黄原酸钠(式b)(韩巧凤,番寿龙,杨绪杰,等.芳香族黄原酸盐的合成及萃取性能研究.江苏化工,2002,30(3):33-34.)。专利CN102463104A公开了一种黏土基黄原酸盐类化合物和制备方法，该化合物是将各种矿物黏土碱化后加入二硫化碳改性或接枝反应后形成的。专利CN105601755A公开了一种纤维素黄原酸盐重金属捕集剂的制备方法和使用方法。专利US3711444公开了一种新型结构的黄原酸盐(式c)，将其与多异氰酸酯聚合得到聚异氰脲酸酯。专利US3965137公开了一种新结构的黄原酸酯(式d)。工业现用的烷基黄药产品具有刺激性臭味，对黄药生产厂和选矿厂环境造成严重的污染。随着我国对选矿药剂生产企业和选矿厂环境保护的日益重视，研究开发高效的、环境友好的捕收剂，这对于实现矿物的有效浮选分离，提高经济效益和社会效益具有重要的意义。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐及其制备方法和应用，所述叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐无异味，环境友好，浮选矿物高效。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一方面，本专利技术提供一种用于浮选捕收剂的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐，具有式(I)所示结构：其中，M为Na或K。进一步地，所述叔丁基氧基乙基二硫代碳酸盐通【以2-叔丁氧基乙醇、二硫化碳和苛性碱为原料，制备得到。另一方面，本专利技术提供一种叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐的制备方法，具体步骤如下：1)将2-叔丁氧基乙醇、苛性碱和二硫化碳加入淤浆反应器内搅拌混合反应；2)待反应体系温度开始上升时，开启真空泵并调节体系压力以控制反应体系的温度，回收溶剂；3)待溶剂基本回收完成后，向淤浆反应器的加热夹套中通入热水或蒸汽加热促进溶剂脱除，得到粉末状叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐。进一步地，所述粉末状叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐转入造粒设备进行造粒；造粒后所得颗粒进行干燥脱水，即得颗粒状叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐。进一步地，所述2-叔丁氧基乙醇、苛性碱和二硫化碳的摩尔比为0.9～3:1:1～6。进一步地，所述制备【程中的反应温度为0～70℃，反应时间为0.5～6h。进一步地，所述苛性碱为氢氧化钠或氢氧化钾。所述苛性碱为粉末状或粒状或片状。进一步地，所述2-叔丁氧基乙醇来自工业副产物C4烯烃和乙二醇的反应产物，产物中包含2-叔丁氧基乙醇、乙二醇、1,2-二丁氧基乙烷，其中2-叔丁氧基乙醇含量不低于80％。进一步地，步骤2)中所述回收溶剂采用减压蒸馏的方式进行，所述蒸馏温度为10～80℃，所述压强为-0.01～-0.08MPa。通【真空泵减压蒸馏调节溶剂蒸馏的压强，控制溶剂蒸发速率，从而调节反应器内的温度。进一步地，所述制备方法在如下系统中进行，所述系统包括相互连通的反应装置、溶剂回收装置、造粒设备和干燥设备；所述反应装置包括淤浆反应器、原料进料口、粉末出料口、出气口和搅拌器；所述原料进料口、粉末出料口和出气口设置在所述淤浆反应器上；所述搅拌器安装在淤浆反应器内；所述溶剂回收装置包括依次连通的除尘器、冷凝器、真空泵和若干活性炭吸附柱；所述除尘器与出气口连接；所述冷凝器和若干活性炭吸附柱均与溶剂储罐连接；若干所述活性炭吸附柱通【】道相互连接；所述造粒设备包括造粒设备本体、粉末进料口和颗粒出料口；所述粉末进料口和颗粒出料口分设在造粒设备本体两端；所述粉末进料口与粉末出料口相接；所述干燥设备包括干燥设备本体、干燥夹套、颗粒进料口、排气口和产物出料口；所述排气口与除尘器连接。进一步地，所述原料进料口包括碱进料口、醇进料口、二氯甲烷进料口和二硫化碳进料口；所述碱进料口与碱储罐连接；所述醇进料口与醇计量罐连接；所述二氯甲烷进料口与二氯甲烷计量罐连接；所述二硫化碳进料口与二硫化碳计量罐连接。进一步地，所述淤浆反应器外套设有加热夹套；所述加热夹套与加热设备连接。进一步地，若干所述活性炭吸附柱均可直接与连通大气的放气阀连通，也可通【进气阀与真空泵直接连通。若干所述活性炭吸附柱通【】道使头部、尾部分别相连，通【阀门切换，使之并联或串联。优选地，所述活性炭吸附柱为三个，两个活性炭吸附柱通【调节阀门实现串联用于吸附，另一吸附柱与之前两个活性炭吸附柱并联用于脱附或备用。进一步地，所述造粒设备为螺旋挤压机或对辊压团机。进一步优选地，螺杆挤压机为单螺杆挤压机或双螺杆挤压机。进一步优选地，所述造粒装置为双螺杆挤压机。进一步地，所述干燥夹套包括干燥夹套本体、进汽】和冷凝水排出口；所述进汽】和冷凝水排出口分设在干燥夹套本体两侧。进一步地，所述的干燥设备为多层圆盘干燥器、回转圆筒干燥器或带式干燥机。进一步优选地，所述干燥设备为多层圆盘干燥器。进一步地，所述溶剂储罐包括放水阀和溶剂阀。另一方面，本专利技术提供一种叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐在矿物浮选中的应用。进一步地，所述矿物包括硫化铜矿、铅锌矿、硫化镍矿、铜钼矿等硫化矿。进一步地，在矿物浮选的【程中，所述叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐的用量为10～150g/t，矿浆pH为4～13。本专利技术的叔丁氧基乙基黄原酸盐制备【程中，主要发生的化学反应如下：反应方程式中，M为Na或K。有益效果：本专利技术提供一种叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐及其制备方法和应用，1)本专利技术提供的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐具有较强的捕收力和较好的选择性，在使用【程中用量小，特别适应于硫化铜矿、硫化镍矿、铜钼矿、铅锌矿等硫化矿物的浮选。而且，在矿物浮选【程中，可将叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐与黄原酸酯、硫氨酯、硫氮酯等捕收剂组合使用，可以获得更好的浮选指标，为矿物浮选提供一个新的发展方向。2)与常规的烷基黄药捕收剂相比，叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐产品无异味，避免了常规黄药捕收剂的刺激性臭味对环境的影响，可以改善药剂的生产和使用【程的工作环境。3)本专利技术采用的2-叔丁氧基乙醇来自乙烯工业副产物C4烯烃和乙二醇的反应产物，原料来源广，不需要对产品进行提纯，操作简单，生产成本低；其次，2-叔丁氧基乙醇中还包含少量的1,2-二丁氧基乙烷，是由极性基和非极性基组成的异极性表面活性剂，具有一定的起泡性或捕收能力，即使在制备的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐中存在，也有益于浮选【程。4)本专利技术提供的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于浮选捕收剂的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐，其特征在于，具有式(I)所示结构：

【技术特征摘要】
1.一种用于浮选捕收剂的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐，其特征在于，具有式(I)所示结构：其中，M为Na或K。2.一种权利要求1所述的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：1)将2-叔丁氧基乙醇、苛性碱和二硫化碳加入淤浆反应器内搅拌混合反应；2)待反应体系温度开始上升时，开启真空泵并调节体系压力以控制反应体系的温度，回收溶剂；3)待溶剂基本回收完成后，向淤浆反应器的加热夹套中通入热水或蒸汽加热促进溶剂脱除，得到粉末状叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐。3.根据权利要求2所述的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐的制备方法，其特征在于，所述粉末状叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐转入造粒设备进行造粒；造粒后所得颗粒进行干燥脱水，即得颗粒状叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐。4.根据权利要求2所述的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐的制备方法，其特征在于，所述2-叔丁氧基乙醇、苛性碱和二硫化碳的摩尔比为0.9～3:1:1～6。5.根据权利要求2所述的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐的制备方法，其特征在于，所述苛性碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述2-叔丁氧基乙醇来自工业副产物C4烯烃和乙二醇的反应产物，其中2-叔丁氧基乙醇含量不低于80％。6.根据权利要求2所述的叔丁氧基乙基二硫代碳酸盐的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述回收溶剂采用减压蒸馏的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟宏，马鑫，林奇阳，王帅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43