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 Советский патент 1987 года по МПК C07C143/20 B03D1/02 

1361137

Изобретение относится к новому органическому соединению, а именно аммонийной соли 5,5,6-триметилбицик- ло-(2,2,1)-гептан-2-он-3-экзо-сульфо- кислоты формулы

НаС

20

25

35

которая может быть использована в качестве реагента-собирателя и анти- слеживателя хлористого калия.

Цель изобретения - разработка нового способа получения соединения (I), использование которого позволит повысить селективность и эффективность флотационного разделения силь- виниловых руд, а также снизить расход антислеживателя.

Пример 1. Аммонийную срль 5,5,6-триметилбицикло-(2,2,1)-геп- тан-2-он-З-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 изо- камфанона и ацетонитрила концентрированной серной кислоты происходит саморазогревание до 150 Си 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 промы- вают на фильтре диэтиловым эфиром. После перекристаллизации из воды получают бесцветные кристаллы, т.пл. 240°С (с разложением). Масса 21,1 г (85%).

ИК-спектр, :3500 ср, 3210 ср., 2970 с., 2880 ср.,1758 ср. (), 1648 ел., 1435 ср., 1243 ср., 1200 с. 1048 с., 699 ср.

Масс-спектр, ш/е: 232 (M-NK), 151 (), 135, 123, 107, 93, 83, 81. 70 (100%), 67, 55, 41.

Найдено,%:С 48,20; Н 7,81; N 5,45. Вычислено, %: С 48,17; Н 7,68; N 5,62.

Строение соединения (I) подтверж- д.чется данными ЯМР-спектроскопии.

Спектр ЯМР С(90,53 МГц, ДМЗО, 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)- CT) 10 гептана, например, изокамфанона, с тремя метильными группами в положениях 5,5 и 6-экзо, карбонильной группой в положении 2 и заместителем в положении 3-экзо.

15 Спектр ЯМР (36.49 МГц, ,ЦМ50) М.Д.: S СМН5.,4 м.д.) ) NH 22,3 м.д. I 15/NH(-)71,8 Гц (квин- . тет) .

Пример 2. Осуществляют по примеру 1, но температуру проведения реакции поддерживают не выше 100 С. В результате реакции получают 8,8 г. (35%) N,N-f5,5,6-тpимeтилбициклo- (2,2 , 1) -гепт-2-илиден} диацетамид а (II), выход аммонийной соли 5,5,6- триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-2-он- 73-экзо-сульфокислоты (1)3 г (12%).

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

Пример 4. Осуществляют по примеру 1, но температуру реакции поддерживают 140 С. Вьпсод аммонийной соли кетосульфокислоты (I) 19,9 г (80%). Выше 150°С температура реакции не поднимается.

Изучение флотационной, активности аммонийной соли 5,5,6-триметилбнцикло -(2,2,1)-гептан-2-он-З-экзо-сульфо- кислоты (I) проводит на калийной руде размером частиц 0,5 мм при содержании КС1 24,8%, н.о. 3,5% в флото- мапшне объемом камеры 150 см при

20°q..

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 3%. В качестве эталона-базового объекта испо45

50

55

льзуют соляно-кислый октадециламин (О.ЦА), 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 - NaKMH (натриевая соль карбоксиметилцеллкшозы) 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 96,3%, 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 г хлористого калия обрабатывают 0,9 мл 2%-ного раствора предлагаемого соединения, что соответствует 300 г/т. Получают продукч, имеющий относительную сле- живаемость 16%, т,в, процент уменьшения слеживаемости в отношении холостого опыта 84%, а по известному способу 38 и 62% соответственно.

Качественно-количественные показатели флотации сильвинитово й руды предлагаемым реагентом-собирателем и соляно-кислым ОДА приведены в табЛо.

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-З-экзо-сульфокислоты в ка- честве реагента-собирателя и анти- слеживателя калийных удобрений позволяет существенно повьюить избирательность 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% вьше, чем при лотации ОДА, а также значительно снизить слеживаемость готового проукта. При расходе антислеживателя 300 г/т степень уменьшения слеживае- мос ти 84%, тогда как использование

0

ОДА в количестве 400 г/т позволяет достичь снижения слеживаемости только на 68%, Повышенная 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 реагента- депрессора, но даже вести процесс основной флотации без предварительной депрессии глинистых минералов 5 (табл, 1),

Вязкость растворов предлагаемого синтезированного соединения значительно ниже, чем вязкость растворов ОДА соответствующих концентраций, 0 что позволяет использовать их в виде более концентрированных растворов, а следовательно, улучшить водный баг ланс и СНИЗИТЬ затраты при производстве минеральных удобрений, Преиму- 5 ществом нового собирателя является также и то, что исходные его растворы могут применяться в технологическом процессе без предварительного нагрева, что снижает энергозатраты при флотации и обработке готового продукта.

Сравнение результатов, полученных при использовании в качестве флотореагента аммонийной соли 5,5,6- триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-2-он- -3-зкзо-сульфркислоты и N, N-C5,5,6- триметилбицикло-(2,2,1)-гепт-2-ил- иден}диацетиамида .(И) показателями флотации амином в тех же условиях показывает, что применение предлагаемого реагента позволяет достичь значительно большего возрастания извлечения и содержания по от- . ношению к базовому объекту. Формула изобретения

1о Аммонийная соль 5,5,6-триметил- бицикло-(2,2,1)-гептан-2-он-373кзо- сульфокислоты формулы СН, t О

0

5

0

5

0

СН

г

Я

--OJH

,

в качестве реагента-собирателя и антислеживателя хлористого калия,

2, Способ получения аммонийной соли 5,5,6-триметилби1:;икло-(2, 2,1)- гептан-2-он-З-экзо-сульфокислоты формулы

СНэ

НчС

ONH/

13611376

отличающийся тем, что 5,5,6-триметилбицикло-(2,2,1)-гептан- 2-он-подвергают взаимодействию с концентрированной серной кислотой .и . ацетонитрилом при температуре

. 120-150 С. I

Таблица 1

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 зкзотермич- на) с последующим осаждением АСК разбавлением водой. Выход 85%, т.пл. 240 С (с разложением). Испытания АСК показывают, что она повьппает избирательность флотации и снижает слежи- с 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

емьй

200

ОДА

600

91,0 85,8 90,3 90,8 85,0 90,5 89,6 89,8 90,4 88,4

87,5 84,4 85,2 84,9

3,5 2,7 1, 1.1 0,9 4,3 1,9 1,2 1,0 0,8

3,0 2.2 2,2 1,6

2,4 2,2 2,3

2,1 2,0 2,5 2,3 2,3 2,1 2,0

2,2 2,3 2,1

2,0

Расход реагента, г/т

Разрушающее

усилие,

кгс/см

Пр едла гаемый реагент

Составитель Т.Власова Редактор Н. Рогулич Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

6193/27Тираж 372

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Жг35, Раушская наб., д. 4/5

По

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

Таблица 2

Уменьшение слеживаемос- ти относительно холостого опыта

5,0

100

Подписное