3-(2-Гидроксиэтиламиноэтилиден)додекан-2-он, обладающий флотационной активностью полиметаллических сульфидных руд

(51) 03 1/00 (2011.01) 03 1/02 (2011.01) 07 251/72 (2011.01) 08 5/16 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к новому химическому органическому соединению 3-(2 гидроксиэтиламиноэтилиден)додекан-2-ону (1) и его применению в качестве флотореагента при обогащении полиметаллических сульфидных руд. Техническим результатом изобретения является повышение извлечения свинца до 6,0, цинка - до 7,0, серебра - до 8,9 в сравнении с известным фабричным режимом, а по сравнению с известной(тетрагидроциклопентадиенил) 1,1 диметилмочевиной извлечение свинца повышается до 3,0, цинка - до 4,0, серебра - до 3,9. Интенсификация процесса флотации происходит при уменьшении расхода относительно дорогого ксантогената.(72) Визер Светлана Ахметшакуровна Ержанов Казбек Бекмаганбетович Тусупбаев Несипбай Куандыкович Ержанова Жадыра Аманкелдиевна Муханова Айнур Айтказыновна(73) Акционерное общество Институт химических наук им. А.Б. Бектурова(54) 3-(2-ГИДРОКСИЭТИЛАМИНОЭТИЛИДЕН)ДОДЕКАН-2-ОН,ОБЛАДАЮЩИЙ ФЛОТАЦИОННОЙ АКТИВНОСТЬЮ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СУЛЬФИДНЫХ РУД Изобретение относится к новому химическому органическому соединению 3-(2 гидроксиэтиламиноэтилиден)додекан-2-ону (1) и его применению в качестве флотореагента при обогащении полиметаллических сульфидных руд. Аналогом предлагаемого соединения по структуре являются енаминокетоны формулы (2)(Якимович С.И., Игнатюк Л.Н. Строение азотистых аналогов Р- дикарбонильных соединений// Сб. статей Реакционная способность и механизмы реакций органических соединений Изд. Ленингр. Ун-та, 1971, с. 138-151). На многих флотационных фабриках СНГ и Казахстана в качестве коллектора применяются смеси реагентов-собирателей различных типов или одного типа, но с неодинаковой длиной аполярной группы этиловый и бутиловый ксантогенаты,ксантогенат и аэрофлот, ксантогенат и аполярный собиратель, смеси жирных карбоновых кислот и т.д. Использование подобных смесей, как правило,улучшает показатели обогащения сложных полиметаллических руд,, . -,. 1997. - . 5-10. Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотационные методы обогащения. М Недра, 1981. 321 с. Богданов О.С., Гольман А.М., Каковский И.А. Физико-химические основы теории флотации. М. Наука, 1983. с.456 Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. - М Недра. - 1984. - с. 217-221. Шубов Л.Я., Иванков С.И., Щеглова Н.К. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. Справочник. - М Недра, 1990.- Т. 1. - с.400. Для сравнительной оценки флотационной активности 3-(2 гидроксиэтиламиноэтилиден)додекан-2-она (1) в качестве прототипа по применению взят известный флотореагент,применяемый при флотации полиметаллических руд 1 11-(тетрагидроциклопентадиенил)-,-диметилмочевина (,-ДМ) А.с. СССР 1068173 от 23.01.1984. Способ флотации полиметаллических руд. Задачей изобретения является синтез нового органического соединения 3-(2 гидроксиэтиламиноэтилиден)додекан-2-она (1) для применения при флотации полиметаллических руд в качестве дополнительного собирателя в сочетании с бутиловым ксантогенатом. 2 Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение степени извлечения свинца, цинка и серебра в коллективный свинцово-цинково-серебросодержащий концентрат по сравнению с известной добавкой ,-ДМ прототипом (см. таблицу). Указанный результат достигается синтезом нового соединения, описываемого структурной формулой (1) и обеспечивается в процессе обогащения свинцово-цинково-серебросодержащей руды, включающем измельчение, коллективную свинцово-цинково-серебряную флотацию с получением коллективного свинцово-цинковосеребросодержащего концентрата, в котором при проведении коллективной флотации в качестве дополнительного собирателя подают новое соединение (1) - 3-(2- гидроксиэтиламиноэтилиден) додекан-2-он. 3-(2-Гидроксиэтиламиноэтилиден) додекан-2-он(1) (под лабораторным шифром ПАВ-4) получают с выходом 70 взаимодействием в среде этилового спирта при комнатной температуре (18-20 С) эквимолярных количеств 3-ацетил до деканона-2 и 2-аминоэтанола в течение 70 часов. Он представляет собой белое мелкокристаллическое вещество с т.пл. 119-120 С, растворимое в воде и в органических растворителях. Строение и химический состав этого вещества доказаны методами ИК, ЯМР 1 Н, 13 С спектроскопии и данными элементного анализа. Заявляемое соединение и его свойства в литературе не описаны. Использование предлагаемого органического соединения ПАВ-4 (1) в качестве дополнительного собирателя при флотации полиметаллических сульфидных руд позволяет повысить степень извлечения цинка, серебра и свинца в коллективный свинцово-цинково-серебряный концентрат с улучшением его качества. Органический новый модификатор ПАВ-4 (1) ранее во флотационном обогащении полиметаллических руд не применялся. Преимуществом нейтрального ПАВ-4 (1) по сравнению с другими известными реагентами является то, что он, имея в своем составе карбонильную, аминную и гидроксильную группы и длинный углеводородный заместитель предельного строения, с одной стороны, растворяется в воде, с другой - в органической фазе. Такая структура и растворимость ПАВ-4 в воде во флотационном процессе играет двоякую роль во-первых, как собиратель, адсорбируясь на поверхности минерала,образует металлоорганические комплексы,вовторых, как нейтральное поверхностно-активное вещество, адсорбируясь на поверхности пузырьков,интенсифицирует процесс флотации. Флотационные испытания в лабораторных условиях без применения дополнительных собирателей (фабричный режим), а также с применением известного реагента (,-Д прототипа) и синтезированного нового органического соединения ПАВ-4 (1) осуществляют как описано в примерах 2 и 3. Пример 1. 3-(2-Гидроксиэтиламиноэтилиден) додекан-2-он (1) (под лабораторным шифром ПАВ 4). В реакционную колбу помещают раствор 9,05 г(0,04 моль) 3- ацетилдодеканона-2 в 25 мл этанола. Добавляют раствор 2,4 мл (0,04 моль) 2 аминоэтанола в 5 мл этанола и перемешивают при комнатной температуре 20 С. Через час в колбе начинает выпадать осадок. Ход реакции контролируют с помощью тонкослойной хроматографии на силикагеле в системе бензолдиоксан 31. Через 70 час исходный Зацетилдодекан-2-он с 0,8 полностью исчезает. Образуется два новых вещества с 0, и 0,3. Образовавшийся белый осадок отфильтровывают,промывают смесью гексан/ацетон 11. После высушивания получают 7,53 г (70) белого кристаллического вещества с т.пл 119-120 С, 0,3(силуфол, бензол/диоксан 31). Элементный анализ З-ацетилдодекан-2-она найдено,С 71,56 Н 11,25. Брутто формула С 16312. Вычислено,С 71,32 Н 11,60. ИК спектр этого вещества содержит следующие полосы поглощения сильно интенсивные при 3552,3471, 3414, 3235 см-1 (характерны для ОН игрупп, включенных во внутримолекулярные водородные связи), средней интенсивности при 1638, 1617 (енамино-кетонные), 619, 476 и 409 см-1,слабые при 2919, 2851(С-Н), 1534, 1384 см-1. В спектре ЯМР 1 Н при 12,16 м. д. наблюдается синглет, соответствующий по интенсивности одному протону, характерный для - группы енаминокетона. Триплет при 0,84 м.д.,соответствующий трем протонам, с константой спин-спинового взаимодействия (КССВ)6,5 Гц соответствует концевой метальной группе нонильного радикала. Сильно интенсивный уширенный мультиплет при 1,23 м.д.,соответствующий 14 протонам относится к семи средним метиленовым группам нонильного радикала, а уширенный триплет при 2,15 м.д.,соответствующий двум протонам - метиленовой группе нонильного радикала соседней с двойной связью енаминокетонной системы. При 1,97 и 2,08 м.д. прописываются синглеты, соответствующие каждый трем протонам метальных групп,расположенных соответственно при двойной связи и при карбониле енаминокетонной системы. При 3,39 м. д. наблюдается уширенный мультиплет,соответствующий двум протонам метиленовой группы, находящейся рядом с атомом азота, а при 3,72 м.д. - триплет от метиленовой группы,находящейся рядом с атомом кислорода. На этот же сигнал накладывается синглет от гидроксильного протона. Анализ спектра ЯМР 13 С показывает, что в спектре прописываются 16 синглетных сигналов,соответствующих по интенсивности и характеристичным областям проявления 16 углеродным атомам 3-(2 гидроксиэтиламиноэтилиден)додекан-2-она. В самом слабом поле при 194,7 163,2 и 104,6 м.д. прописываются сигналы трех углеродных атомов енаминокетонной системы карбонильной группы,углерода, расположенного рядом с атомом азота и центрального углеродного атома. При 61,5 и 45,7 м.д. находятся сигналы от метиленовых групп,расположенных рядом с атомами кислорода и азота соответственно. При 15,0 и 27,4 м.д. наблюдаются сигналы метальных групп, находящихся рядом с двойной связью и карбонильной группой енаминокетонной системы. В самом сильном поле находится сигнал от концевой метальной группы нонильного радикала - при 14,1 м.д. В области 22,7 31,9 м.д. прописываются 8 сигналов от восьми углеродных атомов метиленовых групп нонильного радикала. Пример 2 (фабричный режим). Навеску руды,массой 1 кг измельчают в одну стадию в шаровой мельнице при ТЖ равном 10,5 до крупности 80 класса 74 мкм. В 3-х литровой флотомашине механического типа проводят основную и контрольную коллективные флотации сульфидов свинца, цинка и серебра. Концентрат основной коллективной флотации подвергают двум перечисткам во флотомашине 0,75 л. Последовательно подают, г/т, в основную коллективную свинцовоцинково-серебряную флотацию медный купорос - 50 (агитация 2 мин.),ксантогенат бутиловый - 75 (1 мин.), вспениватель Т-66 - 15 (1 мин.). В контрольную коллективную флотацию сернистый натрий - 50 (2 мин.),ксантогенат бутиловый - 15 (1 мин.), вспениватель Т-66 - 15 (1 мин.). Перечистные операции коллективного концентрата проводят без добавления реагентов. Опыты проводят по схеме непрерывного процесса с возвратом в предыдущие операции и в каждом опыте используют семь навесок руды по 1 кг каждая. Время основной коллективной флотации 7 мин., контрольной 6 мин.,1-й перечистки коллективного концентрата 4 мин.,2-й перечистки 3 мин. При этом степень извлечения, свинца - 87,9 цинка - 82,6 серебра - 82,5. Пример 3. Навеска руды, массой 1 кг измельчена в одну стадию в шаровой мельнице при ТЖ равном 10,5 до крупности 80 класса 74 мкм. В 3-х литровой флотомашине механического типа проводят основную и контрольную коллективные флотации сульфидов свинца, цинка и серебра. Концентрат основной коллективной флотации подвергают двум перечисткам во флотомашине 0,75 л. Последовательно подают, г/т, в основную коллективную свинцовоцинково-серебряную флотацию медный купорос - 50 (агитация 2 мин.),ксантогенат бутиловый - 75 совместно с ПАБ-4 - 20 в виде 1,0 водноспиртового раствора (2 мин.),вспениватель Т-66 - 15 (1 мин.). В контрольную коллективную флотацию сернистый натрий - 50 (2 мин.), ксантогенат бутиловый - 15 совместно с ПАВ-4 - 20 в виде 1,0 водноспиртового раствора(2 мин.), вспениватель Т-66 - 15 (1 мин.). Перечистные операции коллективного концентрата проводят без добавления реагентов. Опыты проводят по схеме непрерывного процесса с возвратом в предыдущие операции и в каждом 3 опыте используют семь навесок руды по 1 кг каждая. Время основной коллективной флотации 7 мин., контрольной 6 мин., 1-й перечистки коллективного концентрата 4 мин., 2-й перечистки 3 мин. При этом степень извлечения,свинца - 91,3 цинка - 87,1 серебра - 87,6. Остальные примеры приведены в таблице. Расход реагента ПАВ-4 варьируют от 20 до 50 г/т руды и подают совместно с ксантогенатом в основную и контрольную коллективные флотации в виде 1,0 водноспиртового раствора. Таблица Результаты флотационных опытов с применением нового реагента в качестве дополнительного собирателя Реагенты Как видно из приведенных в таблице результатов, применение нового реагента в качестве дополнительного собирателя позволяет существенно улучшить показатели обогащения свинцово-цинковосеребросодержащей руды по сравнению не только с фабричным режимом, но и с известным техническим решением. Оптимальный прирост извлечения металлов в коллективный концентрат в случае использования в качестве дополнительного собирателя ПАВ-4 (1) получен при дозировке 50 г/т. При этом в сравнении с фабричным режимом извлечение свинца возрастает до 6,0, цинка - до 7,0, серебра - до 8,9 , а по сравнению с ,-ДМ извлечение свинца возрастает до 3,0 , цинка - до 4,0, серебра - до 3,9. Интенсификация процесса флотации происходит при уменьшении расхода относительно дорогого ксантогената, а расход ПАВ-4 достаточно мал. Реагент ПАВ-4 является селективным, т.к. увеличение степени извлечения свинца, цинка и серебра в концентрат происходит при практически постоянной массе последнего. Следовательно, наряду с интенсификацией процесса происходит повышение качества концентрата. Таким образом, использование нового реагента ПАВ-4 в качестве дополнительного собирателя в сочетании с бутиловым ксантогенатом позволяет существенно повысить выход сульфидных минералов ценных цветных металлов в коллективный концентрат при флотационном обогащении полиметаллических руд. 4(1), обладающий флотационной полиметаллических сульфидных руд.