Способ получения флотационного агента

Способ получения флотационного агента

Реферат

 

Использование: химическая технология, способ получения флотационного агента на основе белкового сырья. Сущность изобретения: белковый гидролизат отходов эндокринного производства или отработанную культуральную жидкость производства паприна подвергают взаимодействию с высшими алифатическими оксиранами C₉-C₁₆ в водно-спиртовой среде. Реакционную смесь нагревают при 75 - 80С или кипятят при перемешивании в течение 5 - 6 ч. Затем подкисляют до pH 2, экстрагируют этилацетатом и выделяют целевой продукт. Полученный флотационный агент позволяет получить качественный апатитовый концентрат при оптимальных пенообразующих свойствах. 3 табл.

Изобретение относится к химической технологии, в частности способу получения флотационного агента на основе гидролизата белкового сырья, который вводится во взаимодействие с оксиранами высших олефинов. Указанный реагент представляет собой смесь N-замещенных аминокислот, относится к классу поверхностно-активных веществ (ПАВ) и является эффективным собирателем для флотации фосфатных руд. Предлагаемый способ получения флотореагента состоит в том, что гидролизат белкового сырья (тип А) или комплекс аминокислот отработанной культуральной жидкости производства паприна (тип Б) взаимодействует со смесью оксиранов высших алифатических 1-алкенов с образованием N-гидроксиалкилпроизводных аминокислот. Известны способы получения ПАВ типа N-гидроксиалкиламинокислот с применением алифатических оксиранов. Известно также использование в качестве флотационного реагента N-ациламинокислот на основе белкового сырья. Однако достижение достаточно высоких показателей при использовании такого агента в качестве собирателя при флотации бедных апатит-силикатных руд сложного состава затруднено ввиду обильного пенообразования, что усложняет ведение процесса и делает его нестабильным. Цель изобретения - улучшение флотационных свойств целевого продукта. Реагент получают взаимодействием высших оксиранов со смесью аминокислот типа А или Б, которое осуществляют кипячением в водно-спиртовом растворе при щелочной реакции среды (рН9) в течение 5-6 ч. В реакции использовали смесь оксиранов алифатических 1-алкенов С₉-С₁₆следующего состава, мас. % : С₉ 4, С₁₀ 19, С₁₁ 5, С₁₂ 6, С₁₃ 6, С₁₄ 50, С₁₅ 6, С₁₆ 4. Выделение продуктов проводили подкислением реакционной смеси до рН 1-2, экстракцией водно-спиртового раствора продукта этилацетатом, органический слой отделяли, промывали водой до нейтральной реакции, упаривали в вакууме, сушили и получали кислую форму реагента. Анализ состава исходной смеси оксиранов и аналитический контроль за ходом реакции осуществляли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в обращенных фазах (по конверсии исходных оксиранов). Качество продуктов определяли методом потенциометрического титрования в ледяной уксусной кислоте (методика разработана в МХТИ им. Менделеева для определения аминогрупп различной степени замещенности). В качестве исходных веществ, содержащих аминокислоты, использовали гидролизаты белкового сырья (отходы эндокринного производства) или комплекс аминокислот, получаемый из отработанной культуральной жидкости производства паприна. Исходные аминокислоты получали щелочным гидролизом белкового сырья или из культуральной жидкости (для реакции последние переводили в солевую форму). Анализ исходных смесей аминокислот проведен методом ЯМР ¹³С. Специально разработанный метод заключается в предварительной калибровке внешнего стандарта на искусственных смесях аминокислот с накоплением сигналов в спектрах ЯМР ¹³С и последующей обработке спектров при помощи соответствующих программ на ЭВМ. Данные по составу смесей аминокислот, используемых для получения реагентов, приведены в табл. 1. Получение флотореагентов описано в примерах 1-2. П р и м е р 1. А. Гидролиз белкового сырья. В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником и мешалкой, загружают 10 г пептона В, 8,5 г (213 ммоль) едкого натра и 25 см³ дистиллированной воды. Смесь кипятят при перемешивании в течение 12 ч, отфильтровывают нерастворимый остаток (олигопептиды), водный раствор солей аминокислот упаривают в вакууме, сушат и получают 17,6 г щелочного гидролизата пептона В (средняя мол. м. 140, аминокислотный состав приведен в табл. 1). Б. Получение флотореагента. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, загружают 4,55 г (23 ммоль) смеси оксиранов С₉-С₁₆ в 20 мл изопропилового спирта и 4,1 г (29,3 ммоль) щелочного гидролизата, полученного на стадии А, в 15 мл воды. Реакционную смесь (рН 10-11) кипятят при перемешивании 5 ч. Методом ВЭЖХ показана полная конверсия исходных оксиранов. Затем реакционную смесь подкисляют НСl (разб. 1: 3) до рН 2, приливают 50 мл воды и переносят в делительную воронку. Экстрагируют этилацетатом (2х50 мл), экстракт промывают водой до нейтральной реакции, сушат над сульфатом натрия, упаривают в вакууме и получают 5,36 г продукта 1А. П р и м е р 2. В условиях примера 1 вводят во взаимодействие 3,64 г (18 ммоль) смеси оксиранов С₉-С₁₆ в 20 мл этанола и 2,7 г (22,7 ммоль) комплекса аминокислот отработанной культуральной жидкости в 10 мл воды (рН реакционной смеси 9-10, доводят добавлением 1,3 г КОН) и перемешивают при нагревании до 75-80^оС в течение 6 ч до полной конверсии исходных оксиранов. Из полученной реакционной массы аналогично выделяют 4,5 г продукта 1Б. Полноту прохождения реакции и качество полученных продуктов оценивали методом потенциометрического титрования раствора реакционной смеси или продукта реакции в ледяной уксусной кислоте (определение аминогрупп различной замещенности). Ниже приведен пример определения первичных и вторичных аминогрупп в продукте конденсации высших оксиранов С₉-С₁₆ и аминокислот гидролизата отходов эндокринного производства (пример 1). В стаканы для титрования емкостью 100 мл отобрали две аликвоты по 10 мл анализируемого раствора продукта 1А в ледяной АсОН (Т 0,02 г/мл). К первой аликвоте прилили 1 мл салицилового альдегида и поместили стакан на водяную баню (40-50^оС, 10 мин), накрыв его часовым стеклом. Затем к пробе прилили 10 мл диоксана (улучшает форму кривых титрования) и титровали 0,1 н. раствором НСlО₄ в диоксане (V₁ 6 мл). Так как первичные аминогруппы непрореагировавших аминокислот связаны в основания Шиффа, происходит титрование только вторичных аминогрупп продукта конденсации. К второй аликвоте прилили 10 мл диоксана и титровали 0,1 н. раствором НСlО₄ в диоксане (V₂ 6,3 мл). Объем V₂ соответствует сумме первичных аминогрупп непрореагировавших аминокислот гидролизата и иминогрупп продукта реакции. Таким образом, по соотношению объемов V₁ и V₂ можно судить о чистоте полученного продукта. В данном случае оно равно 0,95, что соответствует 95% аминогрупп, образовавшихся в ходе реакции, и 5% аминогрупп исходных аминокислот, не вступивших в реакцию. Для продукта 16 аналогичное соотношение равно 0,92. Продукты 1А и 1Б испытаны в качестве реагентов-собирателей при флотации бедной апатитовой руды Ошурковского месторождения, а также труднообогатимых текущих отходов магнитной обогатительной фабрики Ковдорского горно-обогатительного комбината. Материал измельчали до крупности 0,25 мм, обесшламливали в гидроциклоне, обрабатывали содой (1500 г/т) и жидким стеклом (500 г/т). Флотацию проводили по схеме, включающей основную операцию с двумя перечистками. Химический состав проб руды приведен в табл. 2. Данные по флотационным испытаниям в сравнении с N-ацилированными аминокислотами на основе белкового гидролизата (продукт 2) приведены в табл. 3). Данные табл. 3 свидетельствуют о том, что предлагаемые в качестве реагентов-собирателей полученные продукты позволяют повысить качество апатитового концентрата, увеличить извлечение Р₂О₅ и улучшить структурно-механические свойства пены как при обогащении бедной апатитовой руды Ошурковского месторождения, так и труднообогатимых отходов МОФ Ковдорского ГОК. (56) Патент GB N 1460286, кл. С 07 С 101/30, 1976. Патент US N 4358368, кл. B 03 D 1/14, 1982. Авторское свидетельство СССР N 1494309, кл. В 03 D 1/016, 1987.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛОТАЦИОННОГО АГЕНТА , пpедусматpивающий модификацию аминокислот, полученных из белкового сыpья, отличающийся тем, что, с целью улучшения флотационных свойств целевого пpодукта, в качестве белкового сыpья используют гидpолизат отходов эндокpинного пpоизводства или комплекс аминокислот отpаботанной культуpальной жидкости пpоизводства папpина, а модификацию осуществляют взаимодействием с высшими алифатическими оксиpанами С₉ - С₁₆ пpи нагpевании или кипячении в водно-спиpтовой сpеде в течение 5 - 6 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000