Аммонийная соль 5,5,6-триметилбицикло(2,2,1)-гептан-2-он-3- экзо-сульфокислоты в качестве реагента-собирателя и антислеживателя хлористого калия и способ ее получения

Аммонийная соль 5,5,6-триметилбицикло(2,2,1)-гептан-2-он-3- экзо-сульфокислоты в качестве реагента-собирателя и антислеживателя хлористого калия и способ ее получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается замещенных сульфокислот, в частности аммонийной соли 5,5,6-триметилбицикло-(2,2,1)гептан-2-он-З-экзо-сульфокислоты (АСК), которую как реагент-собиратель и антислеживатель КС1 можно использовать для флотационного разделения сильвинйтовых руд. Цель - создание способа получения новых производных сульфокислот, обеспечивающих лучшую флотационную эффективность. Получение А(;К ведут из 5,5,6-триметилбицикло- -{2,2,1)-гептан-2-она, ацетонитрила и с ёрной кислоты (реакция зкзотермична) с последующим осаждением АСК разбавлением водой. Выход 85%, т.пл. 240 С (с разложением). Испытания АСК показывают, что она повьппает избирательность флотации и снижает слежис ваемость КС1 на 84%, а с известным октадециламином - на 68%. Кроме того , АСК значительно понижает вязкость глинистых растворов, в связи с чем снижается расход депрессора. 2 с.п. ф-лы, 2 табл. Ьо tfi (Л со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 4086562/31-04 (22) 09.07.86 (46) 23.12.87, Бюл. Р 47 (71) Институт физико-органической химии АН БССР и. Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) Т.Н. Поткина, Н.Г. Козлов,.

Э.Ф. Коршук, Л.А. Попова, Х.М. Александрович, Г.В. Нестеров и В.И. Биба (53) 547.269,3,07(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 1250562, кл. С 07 С 143/30, 09.07.86. (54) АМИОНИИНАЯ СОЛЬ 5,5 6-ТРИМЕТИЛБИЦИКЛО-(2,2, 1) -ГЕПТАН-2-ОН-3-ЗКЗОСУЛЬФОКИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТАСОБИРАТЕЛЯ И АНТИСЛЕЖИВАТЕЛЯ ХЛОРИСТОГО КАЛИЯ И СПОСОБ EE ПОЛУЧЕНИЯ . (57) Изобретение касается замещенных сульфокислот, в частности аммонийной соли 5,5,6-триметилбицикло-(2,2,1)—

„.Я0„„1361137 А1

pg 4 .С 07 С 143/20, В 03 D 1/02 гептан-?-он-3-экзо-сульфокислоты (АСК)., которую как реагент-собиратель и антислеживатель КС1 можно использовать для флотационного разделения сильвинитовых руд. Цель — создание способа получения новых производных сульфокислот, обеспечивающих лучшую флотационную эффективность. Получение

ACK ведут из 5,5,6-триметилбицикло-(2,2, 1)-гептан-2-она, ацетонитрила и серной кислоты (реакция экзотермична) с последующим осаждением АСК разбавлением водой. Выход 85Х, т.пл.

240 С (с разложением). Испытания АСК показывают, что она повышает избирательность флотации и снижает слежи- с ваемость КС1 на 847, а с известным

Ж октадециламином - на 68_#_. Кроме того, АСК значительно понижает вязкость глинистых растворов, в связи с чем снижается расход депрессора. 2 с.п.

A-лы, 2 табл.

О 1 -Ожк

10 и,с сн, которая может быть использована в качестве реагента-собирателя и анти- 15 слеживателя хлористого калия.

Цель изобретения — разработка нового способа получения соединения (Х), использование которого позволит повысить селективность и эффектив- 20 йость Алотационного разделения сильвиниловых руд, а также снизить расход антислеживателя.

Пример 1. Аммонийную соль

5,5,6-триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-2-он-3-экзо-сульфокислоты получают взаимодействием 15,2 г (0,1 моль) 5,5,6-триметилбицикло— †(2,2,1)-гептан-2-она,8,2 г (0,2 моль) ацетонитрила и 30 мл концентрированной 30 серной кислоты. Реакцию проводят в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, обратным холодильником и термометром. При добавлении к смеси изокамАанона и ацетонитрила концентри- 35 рованной серной кислоты происходит о саморазогревание до 150 С и реакционная смесь темнеет. После добавления всего количества серной кислоты и прекращения кипения реакционной сме- 40 си (2 ч) в колбу приливают 20 мл воды. Выпавший при этом осадок промывают на фильтре диэтиловым эфиром.

После перекристаллизации из воды получают бесцветные кристаллы, т.пл.

240 С (c разложением). Масса 21,1 г (857) .

ИК-спектр, см:3500 ср, 3210 ср,, 2970 с., 2880 cp., 1758 ср. (С=О), 1648 сл., 1435 ср., 1243 ср., 1200 с. я0

1048 с., 699 ср.

Масс-спектр, ш/е: 232 (М-NH ), 151 (М-SO>NH„), 135, 123, 107, 93, 83, 81, 70 (1007), 67, 55, 41.

Найдено, 7.: С 48, 20; H 7, 81; N 5,45.

Вычислено, 7.: С 48,17; Н 7,68;

М 5,62, Строение соединения (I) подтвержд. ется данными ЯМР-спектроскопии.

1361137

Изобретение относится к новому органическому соединению, а именно аммонийной соли 5,5,6-триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-2-он-3-экзо-сульфо5 кислоты Аормулы

Спектр ЯМР С(90,53 МГц, ДМБО, TMS) С 58,42 д,, С2 208,73 с., С

67,50 д., С 52,39 д., С 39,46 с., С 43,80 д., С 30,98 т., С 26,85 к.

С 24,67 к., С 1,44 к, Химические сдвиги углеродных атомов в спектре соответствуют сдвигам, характерным для соединений ряда бицикло-(2,2,1)гептана, например, изокамфанона, с тремя метильными группами в положениях 5,5 и 6-экзо, карбонильной группой в положении 2 и заместителем в положении З-экзо.

Спектр ЯМР Н (36,49 МГц,,ЦМБО) м.д,: 3 (NH CH0=112,4 м.д .) ) 8 NH

22,3 м.д. I 15/NH=(-)71,8 Гц (квинтет).

Пример 2. Осуществляют по примеру 1, но температуру проведения реакции поддерживают не выше 100 С. о

В результате реакции получают 8,8 г (357) N,N- f5, 5,6-триметилбицикло(2, 2, 1) -гепт-2-илиден) диацетамида (II), выход аммонийной соли 5,5,6триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-2-он-3-экзо-сульфокислоты (I) 3 r (127).

Пример 3. Осуществляют по примеру 1, но температуру реакции поддерживают около 120 С. В продуктах реакции диамида (II) не обнаружено. Выход аммонийной соли кетосульфокислоты (I) 17,2 г (69Х).

Пример 4. Осуществляют по примеру 1, но температуру реакции о поддерживают 140 С. Выход аммонийной соли кетосульАокислоты (Х) (9,9 г о (807). Выше 150 С температура реакции не поднимается.

Изучение флотационной активности аммонийной соли 5,5,6-триметилбицикло

-(2,2, 1)-гептан-2-он-3-экзо-сульфокислоты (Х) проводят на калийной руде размером частиц 0,5 мм при содержании КС1 24,87, н.о. 3,57 в флотомашине объемом камеры 150 см при

20 С.

Слеживаемость хлористого калия определяют по стандартной методике, основанной на определении прочности на сжатие таблеток хлористого калия, спрессованных при выдерживании навески под нагрузкой 0 5 кгс/см . Испытания проводят на кристаллическом хлористом калии размером «<0,5 мм.

Влажность хлористого .калия во всех опытах с учетом влаги, введенной с раствором антислеживателя 37. В качестве эталона-базового объекта испо"

3 13 льзуют соляно-кислый октадециламин (ОДА), применяемый во флотационном процессе получения калийных удобрений.

П р и м. е р 5. Во флотационную пульпу, содержащую 50 г руды и 140 мл насыщенного по КС1 и NaCl раствора плотностью 1,235 г/см, вводят реагент-депрессор — NaKMIt (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) в количестве 200 г/т. Перемешивают пульпу с реагентом-депрессором 3 мин, затем в качестве реагента-собирателя вводят предлагаемое соединение в количестве

120 г/т и перемешивают 1 мин. После этого руду подвергают флотации. Получают концентрат, содержащий в цикле основной флотации 89,8% КС1, с извлечением последнего в пенный продукт до 96, З, тогда как по известному способу при флотации соляно-кислым

ОДА при таких же расходных коэффициентах содержание КС1 в концентрате

85,2, а извлечение 94,1, Пример 6. 30 r хлористого калия обрабатывают 0,9 мл 2 -ного раствора предлагаемого соединения, что соответствует 300 г/т. Получают продукт, имеющий относительную слеживаемость 16, т.е, процент уменьшения слеживаемости в отношении холостого опыта 84 ., а по известному способу 38 и 62 соответственно.

Качественно-количественные показатели флотации сильвинитовой руды предлагаемым реагентом †собирател и соляно-кислым ОДА приведены в табл.1 .

Сравнительные данные по уменьшению слеживаемости хлористого калия приведены в табл. 2.

Анализ полученных результатов показывает, что применение аммонийной соли 5,5,6-триметилбицикло-(2,2, 1)— гепт-2-он-3-экзо-сульфокислоты в ка,честве реагента-собирателя и антислеживателя калийных удобрений позволяет существенно повысить избирательиость флотационного процесса, достичь более высоких флотационных показателей за счет увеличения извлечения полезного минерала в пенный продукт на 2 и получить концентрат содержанием КС1 на 5 вьнпе, чем при флотации ОДА, а также значительно снизить слеживаемость готового продукта. IIpH расходе антислеживателя

300 г/т степень уменьшения слеживаемости 84, тогда как использование

611 37 4

ОДА в количестве 400 г/т позволяет достичь снижения слеживаемости только íà 68,. Повьппенная флотационная .и избирательная активность нового соединения по отношению к сильвину при флотации высокоглинистых калийных руд обусловлена весьма слабой адсорбцией на глинистых минералах, что позволяет не только снизить расход дефицитного и дорогостоящего реагентадепрессора, но даже .вести процесс основной флотации без предварительной депрессии глинистых минералов

15 (табл. 1).

Вязкость растворов предлагаемого синтезированного соединения значительно ниже, чем вязкость растворов

ОДА соответствующих концентраций, 20 что позволяет использовать их в виде более концентрированных растворов, а следовательно, улучшить водный ба ланс и снизить затраты при производстве минеральных удобрений. Преиму25 ществом нового собирателя является также и то, что исходные его растворы могут применяться в технологическом процессе без предварительного нагрева, что снижает энергозатраты

30 при флотации и обработке готового пр одукта .

Сравнение результатов, полученных при использовании в качестве флотореагента аммонийной соли 5,5,635 триметилбицикло-(2 2 1)-гептан-2-онФ Э

-3-экзо-сульфокислоты и N, N-C5,5,6триметилбицикло- (2, 2, 1) -гепт-2-ил: иден3диацетиамида (IQ с показателями флотации амином в тех же усло40 виях показывает, что применение предлагаемого реагента позволяет достичь значительно большего возрастания извлечения и содержанйя по отношению к базовому объекту.

Формула и з обретения

Аммонийная соль 5,5,6-триметилбицикло-(2,2, 1)-гептан-2-он-3-экзосульфокислоты формулы

СН3 Ъ 01ЧН

S»

0 в качестве реагента-собирателя и антислеживателя хлористого калия, 2. Способ получения аммонийной соли 5;5,6-триметилбицикло-(2, 2, 1)гептан-2-он-3-экзо-сульфокислоты формулы

1361137.

6 отличающийся тем, что

5, 5, 6-триметилбицикло-(2 ь 2 ь 1) -гептан2-он-подвергают взаимодействию с концентрированной серной кислотой,и . ацетонитрилом при температуре, 120-150 С.

Таблица 1 КСЕ ь / КСЕ P>

% %

Предлагаемый реагент

89,0

91,0.91,4

8,9,8

100

120

95,7

90,3

150

96,4

90,8

200

200

4,3 2,5

100

120

96,1

90,4

150

200

97,5 88,4

ОДА

83,2 87,5 3,0 2,2

94 0 84 4 2 2 2ь3

941 852 22 21

96,4 84,9 1,6 2,0

600

100

120

150

О нс

СН3, ОМН собирателя депрессора

96,9 85,0

86,1 90,5

94,0 89,6

96,3 89,8

3,5 2,4

2,7 2,2

1,4 2,3

1,1 2,1

0,9 2,0

1,9 2,3

1,2 2,3

1,0 2,1

0,8 2,0

1361137

Таблица 2

Относитель- Уменьшение го опыта

100

5 0

Пр едла гаемый реа гент

72

100

3,7

36

1,8

200

16

0,8

300

0,8

400

100

76

3,9

54

2,7

200

38

1,9

300

1,6

32

400

Составитель Т.Власова

Техред M,Äèäûê

Корректор С.Шекмар

Редактор Н. Рогулич

Заказ 6193/27 Тираж 372

RHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Расход реагента, г/т Разрушающее усилие, кгс/см ное слежи- слеживаемосвание, Х ти относительно холосто