第12期 曹飞等：烃基结构对黄药捕收剂浮选性能的影响 ·1593· 丁黄药同分异构体的捕收活性大小顺序为TBX> 黄药(IBX)阿.由表3可见，Y-89的EHOMO值 SBX>BX>BX,即当烷基异构体的甲基越靠近极 (-5.270eV)大于异丁基黄药的Eoo值（-5.295 性基时，其捕收活性越强。 eV),且△EH4)X等参数均表明Y89的捕收活性 通过比较戊黄药同分异构体的键合原子的 强于异丁基黄药. NBO、EHOMO、△EH、nX等数值发现，其捕收活性强 由表3可见，异丙基黄药(PX)和异丁基黄药 弱顺序为TAX>1EPX>12MMPX>SAX>22MMPX> 的EHOMO值均大于其相应的直链黄药(PX和BX), 2MBX>IAX.捕收活性强弱变化趋势和丁黄药类 说明PX和BX的捕收活性要优于相应的直链黄 似.由此进一步验证了这一规律：与极性基相连的 药PX和BX.异戊基黄药(IAX)的EHOMO值和戊黄 碳原子上所链接的甲基（或乙基）越多，烷基给电子 药(AX)的EHOMO值相当（均为-5.300eV),说明它 诱导效应越强，该异构体的捕收活性越强.这一规 们与矿物形成共价键的强弱差不多.但AX比IAX 律在浮选实验中也等到了验证，如捕收活性较强的 多一个直链碳(IgP值大)，其疏水性较IAX强，则 新型黄药捕收剂Y89(如图3)就是己黄药的仲基 AX的捕收活性强于LAX.这与Ackerman的浮选实 异构体，浮选实验研究表明其捕收能力强于异丁基 验结果相符合0 表3黄药离子同分异构体的性质参数 Table 3 Property parameters of xanthate isomers (C3-Cs) 原子NPA电荷 能量/cV 硬度， 电负性， 黄药种类 S1 S2 HOMO LUMO △E(HH) n/ev x/eV PX -0.409 -0.383 -5.299 -0.947 4.352 2.175 3.122 IPX -0.410 -0.388 -5.274 -0.947 4.327 2.163 3.109 BX -0.409 -0.383 -5.301 -0.949 4.352 2.175 3.124 IBX -0.410 -0.384 -5.295 -0.943 4.352 2.175 3.118 SBX -0.411 -0.389 -5.271 -0.945 4.326 2.162 3.107 TBX -0.427 -0.383 -5.144 -0.929 4.215 2.106 3.035 AX -0.409 -0.383 -5.300 -0.947 4.353 2.175 3.123 IAX -0.408 -0.383 -5.300 -0.952 4.348 2.173 3.125 SAX -0.411 -0.389 -5.269 -0.946 4.323 2.160 3.106 TAX -0.430 -0.385 -5.315 -0.918 4.217 2.108 3.025 2MBX -0.410 -0.384 -5.294 -0.943 4.351 2.175 3.118 1EPX -0.412 -0.388 -5.259 -0.940 4.319 2.159 3.098 22MMPX -0.409 -0.383 -5.292 -0.941 4.351 2.175 3.115 12MMPX -0.411 -0.389 -5.263 -0.939 4.324 2.161 3.100 Y-89 -0.410 -0.389 -5.270 -0.945 4.325 2.162 3.106 比较PX、SBX和SAX的性质参数（如表3）发 原子在中性或弱碱性环境下，黄药捕收剂的活性 现，Eoo值逐渐增大(-5.274~-5.269eV),说明 成分应是其阴离子，且阴离子的浮选活性大于相应 其捕收活性依次增强.随着碳链的增长，疏水性增 的黄药分子. 强，捕收能力增强，但其溶解性和选择性较差.因 (2)对于同系物的黄药离子，NPA电荷、△E4 此，在综合考虑浮选活性和选择性的情况下，新型捕 X)等性质随碳链增长变化不明显，不能很好地解 收剂分子烷基部分常选取异丙基.如一些硫胺酯类 释浮选事实，而EoMo的变化趋势与浮选事实相吻 捕收剂(Z-200、PECTC等)，与氧原子相连接的烷 合，故可用EHoo值比较同系物捕收剂分子的浮选 基多为异丙基。 能力大小.直链黄药碳链在C,~C6时Eoo值随碳 链增长而增大，即其捕收活性增强.当碳链长度大 3结论 于6以上时，增长碳链对捕收剂极性基团影响很小 (1)黄药分子的键合原子是C=S双键中的S (EHOMO不变)，捕收活性增强是因其非极性基团疏水 原子，而黄药阴离子的键合原子为C一S单键中的S 能力增强第 12 期 曹 飞等: 烃基结构对黄药捕收剂浮选性能的影响 丁黄药同分异构体的捕收活性大小顺序为 TBX ＞ SBX ＞ IBX ＞ BX，即当烷基异构体的甲基越靠近极 性基时，其捕收活性越强． 通过比较戊黄 药 同 分 异 构 体 的 键 合 原 子 的 NBO、EHOMO、ΔEH-L、η、χ 等数值发现，其捕收活性强 弱顺序为 TAX ＞ 1EPX ＞ 12MMPX ＞ SAX ＞ 22MMPX ＞ 2MBX ＞ IAX． 捕收活性强弱变化趋势和丁黄药类 似． 由此进一步验证了这一规律: 与极性基相连的 碳原子上所链接的甲基( 或乙基) 越多，烷基给电子 诱导效应越强，该异构体的捕收活性越强． 这一规 律在浮选实验中也等到了验证，如捕收活性较强的 新型黄药捕收剂 Y--89 ( 如图 3) 就是己黄药的仲基 异构体，浮选实验研究表明其捕收能力强于异丁基 黄药 ( IBX) ［19］． 由 表 3 可 见，Y--89 的 EHOMO 值 ( － 5. 270 eV) 大于异丁基黄药的 EHOMO 值( － 5. 295 eV) ，且 ΔEH-L、η、χ 等参数均表明 Y--89 的捕收活性 强于异丁基黄药． 由表 3 可见，异丙基黄药( IPX) 和异丁基黄药 的 EHOMO值均大于其相应的直链黄药( PX 和 BX) ， 说明 IPX 和 IBX 的捕收活性要优于相应的直链黄 药 PX 和 BX． 异戊基黄药( IAX) 的 EHOMO值和戊黄 药( AX) 的 EHOMO值相当( 均为 － 5. 300 eV) ，说明它 们与矿物形成共价键的强弱差不多． 但 AX 比 IAX 多一个直链碳( lgP 值大) ，其疏水性较 IAX 强，则 AX 的捕收活性强于 IAX． 这与 Ackerman 的浮选实 验结果相符合［20］． 表 3 黄药离子同分异构体的性质参数 Table 3 Property parameters of xanthate isomers ( C3--C5 ) 黄药种类 原子 NPA 电荷 能量/eV S1 S2 HOMO LUMO ΔE( H-L) 硬度， η /eV 电负性， χ /eV PX － 0. 409 － 0. 383 － 5. 299 － 0. 947 4. 352 2. 175 3. 122 IPX － 0. 410 － 0. 388 － 5. 274 － 0. 947 4. 327 2. 163 3. 109 BX － 0. 409 － 0. 383 － 5. 301 － 0. 949 4. 352 2. 175 3. 124 IBX － 0. 410 － 0. 384 － 5. 295 － 0. 943 4. 352 2. 175 3. 118 SBX － 0. 411 － 0. 389 － 5. 271 － 0. 945 4. 326 2. 162 3. 107 TBX － 0. 427 － 0. 383 － 5. 144 － 0. 929 4. 215 2. 106 3. 035 AX － 0. 409 － 0. 383 － 5. 300 － 0. 947 4. 353 2. 175 3. 123 IAX － 0. 408 － 0. 383 － 5. 300 － 0. 952 4. 348 2. 173 3. 125 SAX － 0. 411 － 0. 389 － 5. 269 － 0. 946 4. 323 2. 160 3. 106 TAX － 0. 430 － 0. 385 － 5. 315 － 0. 918 4. 217 2. 108 3. 025 2MBX － 0. 410 － 0. 384 － 5. 294 － 0. 943 4. 351 2. 175 3. 118 1EPX － 0. 412 － 0. 388 － 5. 259 － 0. 940 4. 319 2. 159 3. 098 22MMPX － 0. 409 － 0. 383 － 5. 292 － 0. 941 4. 351 2. 175 3. 115 12MMPX － 0. 411 － 0. 389 － 5. 263 － 0. 939 4. 324 2. 161 3. 100 Y--89 － 0. 410 － 0. 389 － 5. 270 － 0. 945 4. 325 2. 162 3. 106 比较 IPX、SBX 和 SAX 的性质参数( 如表 3) 发 现，EHOMO值逐渐增大( － 5. 274 ～ － 5. 269 eV) ，说明 其捕收活性依次增强． 随着碳链的增长，疏水性增 强，捕收能力增强，但其溶解性和选择性较差． 因 此，在综合考虑浮选活性和选择性的情况下，新型捕 收剂分子烷基部分常选取异丙基． 如一些硫胺酯类 捕收剂( Z--200、IPECTC 等) ，与氧原子相连接的烷 基多为异丙基． 3 结论 ( 1) 黄药分子的键合原子是 C S  双键中的 S 原子，而黄药阴离子的键合原子为 C—S 单键中的 S 原子． 在中性或弱碱性环境下，黄药捕收剂的活性 成分应是其阴离子，且阴离子的浮选活性大于相应 的黄药分子． ( 2) 对于同系物的黄药离子，NPA 电荷、ΔEH-L、 χ、η 等性质随碳链增长变化不明显，不能很好地解 释浮选事实，而 EHOMO的变化趋势与浮选事实相吻 合，故可用 EHOMO值比较同系物捕收剂分子的浮选 能力大小． 直链黄药碳链在 C1 ～ C6时 EHOMO值随碳 链增长而增大，即其捕收活性增强． 当碳链长度大 于 6 以上时，增长碳链对捕收剂极性基团影响很小 ( EHOMO不变) ，捕收活性增强是因其非极性基团疏水 能力增强． · 3951 ·