浮选捕收剂是矿物浮选过程中必不可少的药剂,具有高效回收能力捕收剂的分子设计与合成成为选矿领域的热点。本文合成了一系列酰基硫代酰胺捕收剂,其分子结构中的S、O配位原子容易与金属原子发生螯合,可以显著提高对硫化矿的浮选性能,同时通过一系列检测手段,考察了酰基硫代酰胺在硫化矿表面的浮选性能与机理。利用量子化学计算考察了乙酰基硫代苯甲酰胺(ATBA)、丁酰基硫代苯甲酰胺(BTBA)、特戊酰基硫代苯甲酰胺(TTBA)的分子几何结构参数和量化性质,并与传统捕收剂乙硫氨酯(IPETC)作对比,预测了不同捕收剂对矿物的捕收能力及其作用位点。乙硫氨酯和酰基硫代酰胺捕收剂疏水性强弱顺序为:TTBA>BTBA>IPETC>ATBA,表明TTBA和BTBA的疏水性都强于IPETC,ATBA的疏水性弱于IPETC;静电势能图表明,酰基硫代酰胺正电荷集中在与N原子相连的H原子上,负电荷主要集中在羰基O和硫羰基S原子上,预测了其与矿物的主要作用位点为C=S、C=O基团;四种捕收剂HOMO能量值大小顺序为TTBA>BTBA>ATBA>IPETC,说明了酰基硫代酰胺具有更强的给电子能力。以硫代苯甲酰胺和酰氯为原料,吡啶为催化剂,在丙酮溶剂中合成了三种酰基硫代酰胺化合物,考察了原料摩尔比、溶剂用量、反应时间和反应温度对产物收率的影响。在最优的反应条件下,ATBA、BTBA和TTBA收率分别为87.2%、86.2%和82.3%。采用紫外可见分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振仪和气质联用分析仪对合成的产物进行表征,确定合成了目标产物。考察了三种新型捕收剂ATBA、BTBA、TTBA以及传统捕收剂IPETC对黄铜矿和黄铁矿的浮选分离效果,单矿物浮选实验结果表明,与IPETC相比,酰基硫代酰胺类捕收剂对黄铜矿具有更强的捕收能力,同时对黄铁矿具有良好的选择性;接触角测试表明,酰基硫代酰胺捕收剂可以显著改善黄铜矿表面的疏水性,对黄铁矿表面疏水性的改善效果不明显;Zeta电位测试结果表明,TTBA可以选择性地吸附到黄铜矿的表面并且使其等电点负移,而TTBA与黄铁矿作用之后,黄铁矿的等电点几乎没有发生变化,说明TTBA更容易吸附到黄铜矿表面;吸附热力学和吸附动力学结果表明,TTBA在黄铜矿表面的吸附是一种自发进行、吸热、熵增的化学吸附过程;基于DFT计算和XPS检测分析可知,TTBA的活性中心位于C=S和C=O基团,分子中的S和O原子与黄铜矿表面的Cu原子发生作用,通过形成Cu-S和Cu-O键吸附在黄铜矿表面。