[发明专利]一种羟基硫氨酯化合物及其制备方法和应用、其衍生物及制备方法和应用

说明书

本发明提供一种羟基硫氨酯化合物及其制备方法和应用、该羟基硫氨酯化合物的衍生物及其制备方法和应用，所述羟基硫氨酯化合物结构具有式I所述结构：所述羟基硫氨酯化合物衍生物具有式II或式III所示结构：本发明提供的羟基硫氨酯化合物及其衍生物，在浮选过程中具有良好的分散效果，而且可与硫氨酯基共同与矿物作用，实现分子内的协同，提高捕收能力和对矿物的选择性。

技术领域

本发明涉及矿物捕收剂技术领域，更具体地，涉及一种羟基硫氨酯化合物及其制备方法和应用、该羟基硫氨酯化合物的衍生物及该衍生物的制备方法和应用。

背景技术

硫氨酯是硫化铜、铅、锌等矿物的优良捕收剂，因高效无毒、选择性好，得到了广泛的应用，却存在水溶性较差、分散效果不好、捕收能力不强的问题。黄原酸也是一种优良的硫化矿捕收剂，自1925年由Keller引入到浮选领域后，对选矿技术进步起到了极大的推动作用，现在已经成为用量最大的硫化矿捕收剂，但是其仍存在选择性差的问题，此外，工业现用的烷基黄原酸盐产品具有刺激性臭味，对黄原酸盐生产厂和选矿厂环境造成了严重的污染。

中国专利CN104056725A通过在硫氨酯分子中引入醚基，提高了捕收剂的分散效果，提高浮选效率和金属回收率。中国专利 CN109225647A通过在黄原酸盐结构中引入叔丁基和醚键获得了一种气味较小且捕收能力和选择性较强的新型黄原酸盐捕收剂卞硫基乙基黄原酸钠(Xiaoping Huang,Yun Jia,Shuai Wang,Xin Ma,Zhanfang Cao,and HongZhong.Novel Sodium O-Benzythioethyl Xanthate Surfactant:Synthesis,DFTCalculation and Adsorption Mechanism on Chalcopyrite Surface[J].Langmuir,2019, 35(47):15106-15113.)。中国专利CN1138031A以甲基异丁基甲醇为原料，合成了1,3-二甲基丁基黄原酸盐，提高了铜金矿的品位。

目前工业上使用的诸多硫氨酯和黄原酸盐产品分别具有水溶性差、分散效果不好、有强烈的刺激性气味或选择性不佳的问题，给提高浮选指标和治理周边环境带来了巨大的压力，因此，开发具有分散效果更好、气味更小、捕收能力更强和选择性更好的新型硫化矿捕收剂，对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。

发明内容

针对现有技术中存在的硫氨酯类捕收剂水溶性差、分散效果不好、捕收能力不强的问题，以及黄原酸盐类捕收剂具有刺激性气味、选择性差的问题，本发明的目的之一在于提供一种羟基硫氨酯化合物，该羟基硫氨酯化合物具有式I所示的结构：

其中，R¹为C₁～C₁₆烷基或环烷基，R²为亚烷基、亚环烷基或亚芳基；

或R¹为芳基，R²为亚烷基或亚环烷基且所述亚环烷基不包括亚六环烷基；

所述的烷基、芳基、环烷基允许在环或链中带有杂原子，所述杂原子包括氧、氮、硫中的至少一种。

优选的，所述所述R¹选自乙基、异丙基、正丁基、异丁基、异戊基、己基、苄基或烷氧基烷基中的一种；R²选自1,2-亚乙基、1,2-亚异丙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,4-亚苯基中的一种。

本发明的目的之二在于提供一种上述的羟基硫氨酯的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1、黄原酸酯的制备：具有式IV结构的黄原酸盐与氯乙酸钠进行取代反应，得到具有式V结构的黄原酸乙酸钠酯；

S2、羟基硫氨酯的制备：将步骤S1制成的黄原酸乙酸钠酯与具有式VI结构的醇胺进行氨解反应，得到具有式I结构的所述羟基硫氨酯化合物；