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

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1361 р 4 .С 143/20, В 03 БРЕТЕНИЯ САНИ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО(71) Институт физико-органическойхимии АН БССР и. Институт общей инеорганической химии АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРКф 1250562, кл. С 07 С 143/30,09.07.86,(54) АММОНИЙНАЯ СОЛЬ 5,5 6-ТРИМЕТИЛБИЦИКЛО-(2,2, 1) -ГЕПТАН-ОН-ЗКЗОСУЛЬФОКИСЛОТЫ В КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТАСОБИРАТЕЛЯ И АНТИСЛЕЖИВАТЕЛЯ ХЛОРИСТОГО КАЛИЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ.п ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ гептан-он-экзо-сульфокислоты(АСК)., которую как реагент-собирательи антислеживатель КС 1 можно использовать для флотационного разделениясильвинитовых руд. Цель - созданиеспособа получения новых производныхсульфокислот, обеспечивающих лучшуюфлотационную эффективность. ПолучениеАК ведут из 5,5,6-триметилбицикло-(2,2, 1)-гептан-она, ацетонитрилаи серной кислоты (реакция экзотермична) с последующим осаждением АСК рабавлением водой. Выход 853, т,пл.240 С (с разложением). Испытания АСКпоказывают, что она повышаетрательность флотации и снижаваемость КС 1 на 847, а с извоктадециламином - на 683. Крго, АСК значительно понижаетглинистых растворов, в связи с чемснижается расход депрессора. 2 сф-лы, 2 табл.10 сн,которая может быть использована вкачестве реагента-собирателя и антислеживателя хлористого калия.Цель изобретения - разработка нового способа получения соединения(1), использование которого позволитповысить селективность и эффективйость флотационного разделения сильвиниловых руд, а также снизить расходантислеживателя.П р и м е р 1. Аммонийную соль5,5,6-триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-он-экзо-сульфокислоты получают взаимодействием 15,2 г(0,1 моль) 5,5,6-триметилбицикло -в (2,2,1)-гептан-она,8,2 г (0,2 моль)ацетонитрила и 30 мл концентрированной 30серной кислоты. Реакцию проводят втрехгорлой колбе, снабженной мешалкой, обратным холодильником и термометром. При добавлении к смеси изокамфанона и ацетонитрила концентрированной серной кислоты происходитосаморазогревание до 150 С и реакционная смесь темнеет. После добавлениявсего количества серной кислоты ипрекращения кипения реакционной смеси (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 (с разложением). Масса 21,1 г(857) .ИК-спектр, см :3500 ср, 3210 ср2970 с, 2880 ср 1758 ср. (С=О),1648 сл 1435 ср 1243 ср., 1200 с. 501048 с., 699 ср.Масс-спектр, ш/е: 232 (М-ИН ),15 1 (М-ВО МН), 135, 123, 107, 93,83, 81, 70 (1007), 67, 55, 41,Найде но, 7.: С 48, 20; Н 7, 81 , Н 5, 45.Вычислено,о: С 48,17; Н 7,68;М 5,62.Строение соединения (1) подтвержд.ется данными ЯМР-спектроскопии. 11361137Изобретение относится к новому органическому соединению, а именно аммонийной соли 5,5,6-триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-он-экзо-сульфокислоты формулы 2Спектр ЯМР С(90 53 МГц, ДМБО,ТМЯ) С 58,42 д С 2 208,73 с., С67,50 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, Химическиесдвиги углеродных атомов в спектресоответствуют сдвигам, характернымдля соединений ряда бицикло-(2,2,1) -гептана, например, изокамфанона, стремя метильными группами в положе"ниях 5,5 и 6-экзо, карбонильнойгруппой в положении 2 и заместителемв положении З-экзо,Спектр ЯМР Н (36,49 МГц, ЦМБО)м,д,: В 5 Н СН 0=112,4 м.д,) )МН22,3 м.д. 1 15/МН=(-)71,8 Гц (квинтет).П р и м е р 2. Осуществляют попримеру 1, но температуру проведенияреакции поддерживают не выше 100 С.оВ результате реакции получают 8,8 г,.(11), выход аммонийной соли 5,5,6 триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-он-экзо-сульфокислоты (1) 3 г (127).П р и м е р 3. Осуществляют попримеру 1, но температуру реакцииподдерживают около 120 С. В продуктах реакции диамида (11) не обнаружено. Выход аммонийной соли кетосульфокислоты (1) 17,2 г (69 Х).П р и м е р 4. Осуществляют попримеру 1, но температуру реакцииоподдерживают 140 С. Выход аммонийнойсоли кетосульфокислоты (1) 9,9 го(807), Выше 150 С температура Реакции не поднимается.Изучение флотационной активностиаммонийной соли 5,5,6-триметилбицикло-(2,2, 1)-гептан-он-экзо-сульфокислоты (1) проводят на калийной ру"де размером частиц 0,5 мм при содержании КС 1 24,87, н.о. 3,57 в флотомашине объемом камеры 150 см при20 С.Слеживаемость хлористого калия определяют по стандартной методике,основанной на определении прочностина сжатие таблеток хлористого калия,спрессованных при выдерживании навески под нагрузкой 0,5 кгс/см . Испытания проводят на кристаллическомхлористом калии размером 0,5 мм.Влажность хлористого, калия во всехопытах с учетом влаги, введенной сраствором антислеживателя 37. В качестве эталона-базового объекта испо"(ОДА), применяемый во флотационномпроцессе получения калийных удобрений.П р и м е р 5. Во флотационнуюпульпу, содержащую 50 г руды и 140 млнасыщенного по КС 1 и ИаС 1 раствораплотностью 1,235 г/см, вводят реагент-депрессор - МаКМ 11 (натриевая 10соль карбоксиметилцеллюлозы) в количестве 200 г/т. Перемешивают пульпус реагентом-депрессором 3 мин, затемв качестве реагента-собирателя вводятпредлагаемое соединение в количестве120 г/т и перемешивают 1 мин. Послеэтого руду подвергают флотации. Получают концентрат, содержащий в цикле основной флотации 89,8% КС 1, сизвлечением последнего в пенный продукт до 96, 3%, тогда как по известномуспособу при флотации соляно-кислымОДА при таких же расходных коэффициентах содержание КС 1 в концентрате85,2%, а извлечение 94,1%, 25П р и м е р 6. 30 г хлористогокалия обрабатывают 0,9 мп 2%-ногораствора предлагаемого соединения,что соответствует 300 г/т. Получаютпродуют, имеющий относительную сле- Зоживаемость 16%, т.е, процент уменьшения слеживаемости в отношении холостого опыта 84%, а по известномуспособу 38 и 62% соответственно.Качественно-количественные показа 35тели флотации сильвинитовой руды пред"лагаемым реагентом-собирателем и соляно-кислым ОДА приведены в табл.1.Сравнительные данные по уменьшению слеживаемости хлористого калия 40приведены в табл. 2.Анализ полученных результатов показывает, что применение аммонийнойсоли 5,5,6-триметилбицикло-(2,2, 1)- гепт-он-экзо-сульфокислоты в ка,честве реагента-собирателя и антислеживателя калийных удобрений позволяет существенно повысить избирательиость флотационного процесса,достичь более высоких флотационных050показателей за счет увеличения изСН,влечения полезного минерала в пенныйпродукт на 2% и получить концентратсодержанием КС 1 на 5% выше, чем при в качестве рефлотации ОДА, а также значительно 55 слеживателяснизить слеживаемость готового про, Способдукта. При расходе антислеживателя соли 5;5,6-тр300 г/т степень уменьшейия слеживае- гептан-он мости 84%, тогда как использование ОДА в количестве 400 г/т позволяет достичь снижения слеживаемости только на 68%. Повышенная флотационная и избирательная активность нового соединения по отношению к сильвину прн 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 (табл. 1).Вязкость растворов предлагаемого синтезированного соединения значительно ниже, чем вязкость растворов ОДА соответствующих концентраций, что позволяет использовать их в виде более концентрированных растворов, а следовательно, улучшить водный ба ланс и снизить затраты при производстве минеральных удобрений, Преимуществом нового собирателя является также и то, что исходные его растворы могут применяться в технологическом процессе без предварительного нагрева, что снижает энергозатраты при флотацни и обработке готового продукта.Сравнение результатов, полученных при использовании в качестве флотореагента аммонийной соли 5,5,6- триметилбицикло-(2,2,1)-гептан-он- -3-экзо-сульфокислоты и Я, М,5,6- триметилбицикло-(2,2,1)-гепт-илидендиацетиамида (10 с показателями флотации амином в тех же условиях показывает, что применение 15 предлагаемого реагента позволяет достичь значительно большего возрастания извлечения и содержанйя по отношению к базовому объекту. Формула и з обретения Аммонийная соль 5,5,6-триметнлбицикло-(2,2, 1)-гептан-он-экзосульфокислоты формулы СН01 чН,3 0 агента-собирател/т Раск обирател ессор Предлагаемый аген 80 89,0 91,0. ацетонитрилом при тем1361137 Таблица 2 Относитель- Уменьшение го опыта 0 100 5,0 Предлагаемыйреагент 28 100 3,7 64 36 1,8 200 84 16 0,8 300 0,8 84 400 16 100 24 3,9 46 2,7 200 62 38 1,9 300 1,6 68 32 400 Составитель Т.Власова Техред М,Дидык Корректор С Шекмар Редактор Н. Рогулич Заказ 6193/27 Тираж 372ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-,35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Расход реагента, г/т Разрушающееусилие, кгс/см ное слежи- слеживаемосвание, Х ти относительно холосто