СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА-СОБИРАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОКСИАЛКИЛИДЕНДИФОСФОНОВЫХ КИСЛОТ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ НЕСУЛЬФИДНЫХ РУД Российский патент 1996 года по МПК C07F9/38 

Изобретение относится к химической технологии получения реагента-собирателя на основе оксиалкилидендифосфоновых кислот, предназначенного для обогащения фосфорсодержащих руд и окисленных руд цветных металлов.

Известен способ получения флотореагента для обогащения окисленных руд цветных металлов, который заключается в том, что алифатические кислоты, содержащие от 6 до 10 углеродных атомов, или их смеси подвергают взаимодействию с треххлористым фосфором и водой при температуре 110-150^o С с последующим гидролизом полученной реакционной массы при 80-110^o С и последовательной обработкой гидролизата смешивающимся с водой органическим растворителем и едким натром [1]
Недостатками способа являются применение легковоспламеняющихся жидкостей и наличие стадии фильтрования мелкодисперсной суспензии динатриевых солей 1-оксиалкилидендифосфоновых 1,1-кислот.

Известен способ получения высших оксиалкандифосфоновых кислот взаимодействием С₆-C₁₈-карбоновой кислоты с водой и треххлористым фосфором при нагревании до 120-150^o С с последующим гидролизом образующейся реакционной смеси водой при 80-110^o С и выделении целевого продукта путем последовательного добавления к гидролизату смешивающихся и неполярного растворителей [2] (прототип).

Основным недостатком данного способа является использование большого количества растворителей, объем которых составляет 4-7 объемов гидролизата, и их регенерация требует значительных энергетических затрат. Другим недостатком способа является очень бурное взаимодействие треххлористого фосфора с водой, усложняющее технологический процесс.

Целью предлагаемого изобретения является исключение из технологического процесса энергоемкой и взрыво-пожароопасной стадии обработки гидролизата органическими растворителями. Дополнительной целью изобретения является осуществление стадии синтеза без применения чистой воды.

Поставленная цель достигается тем, что при получении флотореагента взаимодействием смеси карбоновых кислот с 6-18 углеродными атомами с треххлористым фосфором при 120-150^o С с последующим гидролизом при 80-110^o С в качестве исходного реагента дополнительно используют фосфористую кислоту, причем фосфористую кислоту, треххлористый фосфор и смесь карбоновых кислот берут в мольном соотношении от 1,0:0,5:1,0 до 1,3:0,8:1,0.

Дополнительная цель достигается тем, что используют фосфористую кислоту, полученную гидролизом треххлористого фосфора соляной кислотой или гидролизом кубового остатка производства диметилфосфита.

Характерным показателем способов получения дифосфоновых кислот является мольное соотношение суммы соединения трехвалентного фосфора к сумме карбоновых кислот. Это соотношение по стехиометрии должно составлять 2:1. В известных способах синтез ведут при мольном соотношении 2:2, т.е. при двухкратном избытке карбоновых кислот. В предлагаемом способе это соотношение равно 2: 1,1, что позволяет получить флотореагент без трудоемких операций извлечения и регенерации избытка карбоновых кислот.

Ниже приведены примеры осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. В четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодильником, термометром, мешалкой и капельной воронкой, загружают 63,14 г (0,77 моль) фосфористой кислоты и 100,38 г (0,66 моль) смеси синтетических жирных кислот C₆ C₁₈. В полученную смесь дозируют 57,53 г (0,41 моль) треххлористого фосфора. Мольное соотношение фосфористая кислота:треххлористый фосфор: карбоновые кислоты равно 1,18:0,62:1. Повышают температуру до 140^o С и ведут синтез в течение 6 часов. Затем реакционную массу охлаждают, приливают 80 г (4,44 моль) воды и проводят гидролиз в течение 3 часов при температуре 103^o С. Получают 256,6 г флотореагента, содержащего 55,11% оксиалкандифосфоновых кислот, 7,68% синтетических жирных кислот.

Пример 2 (сопоставительный). В четырехгорлую колбу загружают 100,36 г (0,66 моль) смеси синтетических жирных кислот, 41,54 г (2,31 моль) воды. В полученную смесь дозируют 165,56 г (1,18 моль) треххлористого фосфора. Далее синтез и гидролиз ведут по условиям примера 1. Получают 240 г вязкого некондиционного продукта желтого цвета, расслаивающегося при хранении. Поскольку 2,31 моля воды гидролизуют 0,77 моля треххлористого фосфора с образованием 0,77 моля фосфористой кислоты, то мольное соотношение реагентов такое же, как и примере 1.

Пример 3. В колбу загружают 70,52 г (0,86 моль) фосфористой кислоты, 100,38 г (0,66 моль) смеси жирных кислот и дозируют 46,30 г (0,33 моль) треххлористого фосфора. Мольное соотношение реагентов 1,3:0,5:1. Далее синтез и гидролиз ведут в соответствии с примером 1. Получают 242 г флотореагента, содержащего 45,3% основного вещества, 15,2% жирных кислот.

Пример 4. В колбу загружают 54,12 г (0,66 моль) фосфористой кислоты, 100,38 г (0,66 моль) смеси жирных кислот и дозируют 74,36 г (0,53 моль) треххлористого фосфора. Мольное соотношение реагентов 1,0:0,8:1. Далее синтез и гидролиз ведут в соответствии с примером 1. Получают 245 г продукта, содержащего 45,6% основного вещества, 13,3% жирных кислот.

Пример 5. В колбу заливают 64,9 г абгазной соляной кислоты и дозируют 106,63 г (0,76 моль) треххлористого фосфора. В полученную фосфористую кислоту загружают 100,38 г (0,66 моль) смеси жирных кислот и дозируют 57,53 г (0,41 моль) треххлористого фосфора. Мольное соотношение реагентов 1,15:0,62: 1. Далее синтез и гидролиз ведут в соответствии с примером 1. Получают 259 г флотореагента, содержащего 56,9% основного вещества, 8,96% жирных кислот.

Пример 6. В колбу загружают 61,93 г (0,68 моль) фосфористой кислоты, полученной гидролизом кубового остатка производства диметилфосфита, 100,38 г (0,66 моль) смеси жирных кислот и дозируют 63,80 г (0,46 моль) треххлористого фосфора. Мольное соотношение реагентов 1,02:0,7:1. Далее синтез и гидролиз ведут в соответствии с примером 1. Получают 246 г флотореагента, содержащего 56,46% основного вещества, 6,99% жирных кислот.

Рассмотренные примеры свидетельствуют, что использование на стадии синтеза готовой фосфористой кислоты позволяет получать флотореагент необходимого качества при малом избытке карбоновых кислот и тем самым исключить трудоемкие стадии разделения реакционной смеси с применением растворителей. В известных способах фосфористая кислота также участвует в химических процессах, однако, она образуется при гидролизе треххлористого фосфора водой в среде карбоновых кислот, что сопровождается, очевидно, другими реакциями.

Предлагаемый способ имеет также преимущества:
в несколько раз уменьшается тепловой эффект реакции, что делает малоопасным процесс загрузки треххлористого фосфора;
снижается вязкость реакционной массы, поступающей на гидролиз, что обеспечивает интенсивное перемешивание и ускоряет стадию гидролиза;
позволяет утилизировать абгазную соляную кислоту или отходы производства диметилфосфита.

Использование: обогащение полезных ископаемых, флотация руд. Сущность изобретения: смесь карбоновых кислот с 6-18 углеродными атомами вступает во взаимодействие с треххлористым фосфором при 120-150^o С. Проводят гидролиз полученной реакционной массы при 80-110^o С. В качестве исходного реагента дополнительно вводят фосфористую кислоту. Мольное соотношение фосфористой кислоты, треххлористого фосфора и смеси карбоновых кислот составляет от 1,0: 0,5: 1,0 до 1,3:0,8:1,0. Используют фосфористую кислоту, полученную гидролизом треххлористого фосфора соляной кислоты или гидролизом кубового остатка производства диметилфосфита. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ получения реагента-собирателя на основе оксиалкилдендифосфоновых кислот для флотации несульфидных руд, включающий взаимодействие смеси карбоновых кислот с 6 18 углеродными атомами с треххлористым фосфором при 120 150^oС с последующим гидролизом полученной реакционной массы при 80 110^oС, отличающийся тем, что в качестве исходного реагента дополнительно используют фосфористую кислоту, причем фосфористую кислоту, треххлористый фосфор и смесь карбоновых кислот берут в молярном соотношении 1,0 0,5 1,0 1,3 0,8 1,0. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют фосфористую кислоту, полученную гидролизом треххлористого фосфора соляной кислотой. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют фосфористую кислоту, полученную гидролизом кубового остатка производства диметилфосфита.