一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂及其制备方法与浮选应用技术

本发明专利技术属于矿物浮选领域，具体公开了一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂及其制备方法与浮选应用，该硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂分子中包含硫脲基和二硫代碳酸盐两种互补功能基，作为金属矿物浮选的捕收剂。该捕收剂具有特殊的有机盐类结构，具有良好的水溶性和在矿浆中的分散性，解决了有色金属硫化矿浮选中硫脲捕收剂使用不方便且分散性差的问题；同时该硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂兼具优异的捕收选择性和强捕收能力，尤其适用于有色金属硫化矿中伴生金、银的回收，提高金、银的回收率；另外，该硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂减小了二硫代碳酸盐捕收剂特有的刺激性臭味，环境友好。环境友好。环境友好。

【技术实现步骤摘要】
一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂及其制备方法与浮选应用


[0001]本专利技术涉及金属矿物浮选领域，具体涉及一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂及其制备方法与浮选应用。

技术介绍

[0002]二硫代碳酸盐又名黄原酸盐，它具有捕收能力强，价格低廉等优点，是应用最广泛的硫化矿捕收剂。然而，二硫代碳酸盐的选择性较差，尤其是对铜及伴生金、银等贵金属回收率较低。为了改善二硫代碳酸盐的选择性，通常采用组合捕收剂的方法，将高选择性捕收剂与其复配使用。专利CN111068927B公开了一种提高浮选回收率及提高金精矿品位的浮选药剂及选矿方法，使用硫脲、异戊基黄药等组成复合捕收剂，金的回收率可达96.1％。刘广义等将乙氧羰基硫脲(ECTU)与丁基钠黄药复配，应用于德兴铜矿，与传统丁基钠黄药工艺相比，金品位提高1.29g/t，金回收率提高7.16个百分点(刘广义,钟宏,戴塔根,等.中碱度条件下乙氧羰基硫脲浮选分离铜硫[J].中国有色金属学报,2009,19(3):389
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396)。由二硫代碳酸盐捕收剂与硫脲捕收剂组成的复合捕收剂在有色金属硫化矿浮选中，表现出良好的分选性能以及对金、银等贵金属的螯合能力。
[0003]虽然硫脲类捕收剂对硫化铜及伴生金、银矿物表现出良好的选择性能，但硫脲类捕收剂也存在着难于在矿浆中分散的缺点。N,N
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二苯基硫脲等常用的硫脲捕收剂在常温下为固体且难溶于水，在浮选时需要加入有机溶剂溶解后添加或加入球磨机中使用，使得在浮选时硫脲捕收剂的使用很不方便。
[0004]此外，二硫代碳酸盐具有有机硫代酸盐的刺激性臭味，导致其在生产、运输和使用过程中造成严重的恶臭污染，为了解决黄药的刺激性气味问题，目前已经有了几种解决方法。中国专利CN103817014A公开了一种将黄原酸盐做成粒状的方法，通过向溶剂法黄原酸盐制备系统中加入少量香料，并对黄药进行造粒，一定程度上降低了黄原酸盐产品的臭味。
[0005]针对硫脲类捕收剂水溶性差、使用不便以及二硫代碳酸盐捕收剂选择性差、臭味严重的问题，从分子层次对捕收剂结构进行创新，对于发展新型选矿药剂、提高矿石资源综合利用水平以及建设绿色矿山具有重要意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂及其制备方法与浮选应用，该硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂通过硫脲基与二硫代碳酸盐基的协同配合，能够同时解决硫脲的难分散问题和二硫代碳酸盐的刺激性臭味问题，同时该捕收剂的选择性更高，捕收能力强，对有色金属硫化矿中伴生金、银的回收具有显著的效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂，其结构式如式I所示：
[0008][0009]其中，R1为C1～C8的烃基、C2～C9的烷羰基或C7～C9的芳基羰基；R2为C1～C8的直链亚烷基；Me为Na或K；所述硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂应用于金属矿物浮选的捕收剂。
[0010]本专利技术式Ⅰ所示的硫脲基二硫代碳酸盐化合物因其特殊的有机盐类结构，使其具有良好的水溶性和在矿浆中的分散性，解决了有色金属硫化矿浮选中硫脲捕收剂使用不方便且分散性差的问题。
[0011]与此同时，所述式Ⅰ化合物能通过分子内的氢键缔合作用从根源上解决黄药捕收剂的刺激性臭味问题；且硫脲基和二硫代碳酸基二者的协同作用可以强化浮选性能，改善目标矿的回收率和品位。
[0012]作为优选，所述的R1为烯丙基、丁基、苯基、对甲苯基、间甲苯基、苯甲基、苯乙基、苯甲酰基或苯乙酰基；R2为1,2
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亚乙基或1,3
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亚丙基。
[0013]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂的制备方法，包括如下步骤：
[0014]S1、将具有式Ⅱ结构的异硫氰酸酯与醇胺在溶剂中进行加成反应，制得具有式Ⅲ结构的羟基硫脲；
[0015][0016]S2、0～10℃下将羟基硫脲、苛性碱和二硫化碳在溶剂中混合，升温反应制得硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂。
[0017]作为优选，所述步骤S1和S2的溶剂为水、二氯甲烷、四氢呋喃、石油醚或丙酮中的一种或几种。
[0018]作为优选，所述步骤S1和S2的溶剂用量为每摩尔异硫氰酸酯0.2～3L。
[0019]作为优选，所述异硫氰酸酯、醇胺、苛性碱和二硫化碳的物质的量之比为1.0:1.0～1.1:1.0～1.3:1.0～3.0。
[0020]作为优选，所述步骤S1的反应温度为0～30℃，反应时间为1～4h。
[0021]作为优选，所述步骤S2的反应温度为15～30℃，反应时间为1～6h。
[0022]基于一个总的专利技术构思，本专利技术还提供了一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂在矿物浮选中的应用，所述硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂用于有色金属硫化矿以及其伴生的金、银矿物浮选，所述有色金属硫化矿为硫化铜矿、硫化铅锌矿、硫化铜镍矿、硫化铜钼矿中的一种或几种。
[0023]作为优选，所述硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂用于有色金属硫化矿的浮选过程为：将所述的有色金属硫化矿石粉碎、调浆；然后向矿浆中加入所述硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂进行浮选，捕收剂用量为20～200g/t，收集得到浮选精矿。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0025]1、本专利技术针对现有硫脲捕收剂难溶于水且在矿浆中分散性差的缺陷，创新性地提出了硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂并应用于金属矿物浮选领域。本专利技术提供的硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂具有硫脲基和二硫代碳酸基双配体结构，二硫代碳酸基的引入显著降低了该捕收剂的疏水常数(logP)，使硫脲分子由难溶于水的有机物结构改为易在水中解离的有机盐类结构，且二硫代碳酸盐本身具有与水分子形成氢键的特点，使得硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂在水中具有优良的分散性，从根源上解决了传统硫脲捕收剂难溶于水且分散性差的缺陷。
[0026]2、本专利技术提供的硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂的硫脲基中的硫原子和氮原子可以与某些金属离子发生螯合作用，同时，二硫代碳酸盐本身具有与重金属离子形成难溶盐的特点，本专利技术合成的硫脲基二硫代碳酸盐具有硫脲基和二硫代碳酸基双官能团，一方面，硫脲基和二硫代碳酸基可以产生协同作用，加强捕收剂分子在矿物表面的吸附，并通过R1和R2疏水基调控亲水
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疏水平衡，强化捕收能力；另一方面，由于硫脲基的引入，硫脲基二硫代碳酸盐分子形成分子内共轭结构，使得其最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)能量降低，有利于提高捕收剂的选择性；另一方面，硫脲捕收剂具有从金属硫化矿中螯合金、银的特点，引入硫脲基，还有利于有色金属硫化矿中伴生金、银的回收，金、银的回收率及回收品位均可得到显著提升。
[0027]3、本专利技术提供的的硫脲基二硫代碳酸盐由于其特殊的双配体结构，在分子内产生了新的共轭体系且分子间两种官能团产生氢键而相互缔合，减小了二硫代碳酸盐捕收剂特有的刺激性臭味，且结构稳定，在储存和使用过程中不会因分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂，其特征在于，其结构式如式I所示：其中，R1为C1～C8的烃基、C2～C9的烷羰基或C7～C9的芳基羰基；R2为C1～C8的直链亚烷基；Me为Na或K；所述硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂应用于金属矿物浮选的捕收剂。2.根据权利要求1所述的一种硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂，其特征在于，所述的R1为烯丙基、丁基、苯基、对甲苯基、间甲苯基、苯甲基、苯乙基、苯甲酰基或苯乙酰基；R2为1,2
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亚乙基或1,3
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亚丙基。3.一种如权利要求1～2任一项所述的硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将具有式Ⅱ结构的异硫氰酸酯与醇胺在溶剂中进行加成反应，制得具有式Ⅲ结构的羟基硫脲；S2、0～10℃下将羟基硫脲、苛性碱和二硫化碳在溶剂中混合，升温反应制得硫脲基二硫代碳酸盐捕收剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1和S2的溶剂为水、二氯甲烷、四氢呋喃、石油醚或丙酮中的一种或几种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1和S2的溶剂用量...

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