简介
乙硫氨酯(英文名:O-isopropyl-N-ethyl thionocarbamate)，全称为O-异丙基-N-乙基硫代氨基甲酸酯(IPETC)，化学式为C11H24N2O2S，其相对密度:0.994，闪点:76.5*C，沸点:234℃(1atm)，折射率:1.4730;微溶于水，但易溶于乙酸乙酯、苯、乙醇、乙醚、石油醚等有机溶剂。在外观上，它是一种浅黄色至褐色的油状有机化合物。
乙硫氨酯的性质
乙硫氨酯是一种极低毒性的有机化合物，具有刺激性气味，常温下为液体状态，可以稳定存在。乙硫氨酯可以被视为氨基甲酸的一种衍生物，它的形成过程是当S原子替换了羰基的O，同时烷烃基团又取代了-OH和氨基中的氢元素，故名为硫代氨基甲酸酯;也可以看作是黄药衍生物，由乙胺基团取代了黄原酸盐中的-SH而成。根据其他研究者的证明，乙硫氨酯在酸性或中性介质中以分子形式存在，其化学键形式为“硫逐”(C=S)，而在碱性介质中，乙硫氨酯则以硫醇(-SH)形式存在，这两种形式可以相互转化。因此可以认为乙硫氨酯具有弱酸性和稳定性。
在浮选过程中，乙硫氨酯对硫化铁的捕收能力很弱，而对金、铜的捕收能力较强，表现出良好的选择性，这主要是由其分子结构和性质所决定的。依据Lewis软硬酸碱理论，乙硫氦酯的分子结构中的S 原子和N原子都含有孤电子对，是软碱，这些孤电子对能够给出电子与金属离子中的空轨道形成配位键。由于铜和金是软酸，容易与乙硫氨酯形成稳定的络合物，而铁离子与乙硫氨酯的亲和力较弱，因此捕收能力较差。另外，Z-200分子中含有的S原子具有独特的捕收作用，它能够有效地吸附硫化矿物，而不会与脉石矿物如石英和方解石产生吸附作用。因此，在使用这类捕收剂进行浮选时，石英和方解石等脉石能够被有效地分离出去，而不同的金属离子则被捕收剂选择性地吸附，从而实现不同矿物的浮选分离。其还具有极性基团和疏水基团，是一种小分子非离子型捕收剂，这使得乙硫氨酯在水中具有较好的分散性[1]。
乙硫氨酯的应用
乙硫氨酯在多个领域都有应用，可以用作硫化矿捕收剂、起泡剂，以及用于合成药物、农药、染料、橡胶等有机化合物。在医学领域，乙硫氨酯可用作抗癌药物、麻醉剂和杀菌剂;在生物领域，可以用作植物生长调节剂和杀菌剂;在农药方面，可用作杀虫剂，广泛被用作除草剂;在工业上，可以用作润滑油的添加剂;在有机合成中，它不仅是合成磺胺类药物的优良中间体，还可用于合成其他具有抗癌、抗菌、抗炎等作用的化合物，还是合成橡胶的单体，用于制备高分子材料。此外，乙硫氨酯还可以用于湿法冶金、环境治理等领域。其中最主要、最重要的用途是作为硫化矿物的浮选捕收剂。
最早于1946年，硫氨酯便作为一种螯合试剂被应用为矿物浮选捕收剂，其本身具备起泡性能，对硫化铜、铅、锌、钼、镍等矿物的捕收作用较强。因其具有高效、无毒、选择性高、易于使用、适用范围广和环保性能好等优势，一直被世界各国的铜、铅、锌等硫化矿的浮选生产行业所青睐。
其中最具代表性的是在1954年由陶氏化学公司生产的乙硫氨酯，是一种小分子极性非离子型的硫化矿捕收剂，商品名为Z-200。其在碱性环境和酸性环境中都能保持稳定，相较于黄药(烃基黄原酸盐)和黑药(烃基硫代磷酸盐)，乙硫氨酯具有更高的选择性和稳定性。在实际应用中，乙硫氨酯的用量相对较低，通常仅为国内常用的黄药和黑药类选矿剂的1/10~1/8，经破碎的硫化铜矿只需应用(0.6~1)X104kg/t的乙硫氨酯与其他泡沫浮选剂混合使用，便可使浮选收率提升5%~10%。此后，乙硫氨酯在全球范围内得到了广泛的应用，其影响力不断扩大，为选矿业、环境保护和提高经济效益等方面做出了显著的贡献。到1965年，乙硫氨酯已在美国的铜矿石、铜-钼矿石、铜-铅-锌矿石以及铅-锌矿石的浮选中得到广泛应用，使用比例分别为37%、25.1%、59.8%和15%。前苏联在70年代开始广泛使用硫氨酯捕收剂，对含有大量次生硫化铜-锌矿石进行浮选实验，实验结果表明，与丁基黄药相比，乙硫氨酯捕收剂能显著提高铜、锌的回收率，并且在较强的碱性环境中也适用;二丁基硫氨酯也具有良好的选择性，其铜、锌的浮选回收率可以在广泛的pH范围内保持稳定，而在碱性环境中黄铁矿的回收率会急剧下降。捷克斯洛伐克也在70年代进行了大量关于乙硫氨酯的应用研究，配合起泡剂甲氧基聚丙烯乙二醇(Dowfroth-250)，对含铜1.5%~1.8%的伊朗矿石进行了浮选试验。实验结果显示，与其他药剂相比，使用乙硫氨酯可以使铜的回收率提高1.4%，并且药剂的消耗量也大大减少。
直至今天，乙硫氨酯在国内硫化矿的选矿行业依旧占据重要地位。张月等使用乙硫氨酯作为捕收剂，新型环保抑制剂D6958、D82对某铜选矿厂进行铜硫分离浮选，使得铜精矿中Cu的品位提高了6.07%，Cu的回收率提高了11.56%。布永杰等研究了乙硫氨酯存在下云南黄铜矿和方铅矿的浮选行为。结果表明，黄铜矿在O-异丙基硫氨基甲酸酯(IPETC)存在下的浮选优于方铅矿，IPETC为7x10-4mol/L，pH为9.5时黄铜矿与方铅矿的回收率差异约为20%，而两种矿物的浮选性差异显著。乙硫氨酯除了可以单独作为捕收剂使用外，还可以与其他浮选捕收药剂组合使用。余志翠进行了铜渣浮选试验，分别使用了单独的Z-200、Z-200与丁黄药联合使用、8520CN(油酸钠)与Z2-200联合使用等捕收剂方案。结果显示单独使用 Z-200作为铜矿捕收剂时，精矿品位为34.84%、回收率93.92%，捕收效果最好。相比之下，单独使用丁黄药时，精矿品位为29.50%、精矿回收率为86.93%;单独使用8520CN时，精矿品位为30.80%、精矿回收率为90.64%。当联合使用Z-200与8520CN 时，最佳指标为:精矿品位38.62%、精矿回收率91.34%。而当Z-200与丁黄药联合使用时，最佳指标为:精矿品位29.83%、精矿回收率92.55%。总体来说，单独使用乙硫氨酯作为捕收剂的方案效果最好。MA等将4-(叔丁醇)苄基硫醇(BBSH)与乙硫氨酯混合作为浮选捕收剂应用于实际的矿物浮选过程，发现当BBSH与Z-200以1:1的比例配合使用时，可以显著提高浮选的效率。相较于单独使用BBSH或乙硫氨酯，这种组合用药的方法能够更明显地提高Cu的回收率和品位。罗政以乙硫氨酯和丁基黄药组合作捕收剂，通过1粗4精1扫闭路试验，对国外某金矿采用混合浮选-铜硫分离工艺，获得了铜精矿铜品位21.68%，铜回收率81.06%，金品位480.06g/t，金回收率47.66%。
综上所述，乙硫氨酯用途广泛，其作为一种高效环保的铜矿捕收剂，广泛用于硫化矿物的浮选捕收，能显著提高铜精矿的品位和回收率，至今仍具有较好的应用前景[1]。
参考文献
[1] 覃水丽. 乙硫氨酯的绿色合成工艺研究[D]. 武汉:武汉科技大学,2024.