способ получения щелочных алкил (с₂-с₁₂ ) ксантогенатов

Формула изобретения

1. Способ получения щелочных алкил (C₂-C₁₂ ) ксантогенатов путем взаимодействия сероуглерода, спирта и щелочи в среде органического растворителя при температуре 15-45°С с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве спирта используют смесь спиртов C₂-C ₁₂ с содержанием спиртов С₂-С₅ 55-90 мас.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь спиртов C₂-C₁₂, сероуглерод, щелочь и органический растворитель используют в мольном соотношении 1,0-1,2:1,0:1,0-1,2:1,5-3,0.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют бензол или толуол.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения щелочных алкил (C₂-C₁₂) ксантогенатов, которые находят широкое применение при флотации сульфидных руд в горно-добывающей промышленности.

Известен способ получения щелочных алкилксантогенатов спиртов C₅-С₇ , сероуглерода и воды при температуре ниже температуры кипения сероуглерода при мольном соотношении спирт:щелочь:сероуглерод:вода 2:1:1:2-3 с последующим добавлением спирта с температурой кипения 85°С и ниже в соотношении с непрореагировавшим спиртом С ₅-С₇ 0,1-1:0,5-1 и сушкой (авт. св. СССР №737397, кл. С 07 С 154/02, 1980).

Основным недостатком известного способа является наличие стадии сушки алкилксантогенатов. Удаление воды и спирта выпариванием усложняет процесс, приводит к большим энергетическим затратам. Кроме того, щелочные алкил (С₅ -С₇) ксантогенаты характеризуются относительно низкой растворимостью в воде и не обеспечивают требуемую флотацию руд. Следует также отметить, что спирты С₅-С₇ в Российской Федерации в промышленном масштабе не выпускаются.

Известен способ получения щелочных алкилксантогенатов путем взаимодействия спирта, сероуглерода и щелочи в присутствии ароматического углеводорода при мольном соотношении спирт:сероуглерод:щелочь:ароматический растворитель (2-6):1:1:1. В качестве ароматического растворителя используют бензол (авт. св. СССР №727641, кл. С 07 C 154/02, В 03 D 1/00, 1980).

Основным недостатком известного способа является большой избыток спирта в реакционной массе, что требует сушки продукта и последующего разделения смеси спирта и бензола. Кроме того, бензол характеризуется сильной токсичностью, пожаровзрывоопасен. Полное удаление растворителя из реакционной смеси и последующая его регенерация значительно удорожают продукт.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения щелочных алкилксантогенатов путем взаимодействия сероуглерода, спирта, порошкообразной щелочи в среде органического растворителя при температуре 15-45°С с мольным соотношением сероуглерода, спирта и щелочи, равным 1:1-1,2:1-12. В качестве инертного растворителя используют бензол, толуол, этилбензол, o-, м-, n-ксилол или технические смеси ксилолов в 1-5-кратном весовом количестве от весового количества сероуглерода (см. АС СССР №335833, кл. С 07 C 154/02, 1972).

Недостатком известного способа является то, что алкилксантогенаты щелочных металлов с числом атомов углерода от 1 до 4 хорошо растворимы в воде и достаточно полно позволяют проводить флотацию медных и цинковых сульфидных руд, но недостаточно полно разделяют их в процессе флотации. Алкилксантогенаты щелочных металлов с числом атомов углерода больше 5 хорошо разделяют медно-цинковые сульфидные руды, но из-за плохой растворимости в воде не обеспечивают достаточно полную флотацию руды.

Целью настоящего изобретения является упрощение технологии и повышение флотационных свойств алкилксантогенатов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения щелочных алкилксантогенатов путем взаимодействия сероуглерода, спирта и щелочи в среде органического растворителя при температуре 15-45°С с последующим выделением целевого продукта, в качестве спирта используют смесь спиртов C₂-C₁₂ с содержанием спиртов С₂-С₅ не менее 55-90 мас.%, а в качестве ароматического углеводорода используют ароматический растворитель бензол или толуол.

Использование смеси спиртов C₂-C₁₂ при получении щелочных алкилксантогенатов в литературе не описано. Смеси спиртов C₂-C₁₂ получают либо простым смешиванием индивидуальных спиртов, либо теломеризацией этилена метиловым, этиловым, изопропиловым, изобутиловым или бутиловым спиртом.

Содержание спиртов С₂-С₅ в смеси должно быть не менее 55-90 мас.%, что обеспечивает хорошую растворимость алкилксантогенатов и, как следствие, достаточную флотацию медь- и цинкосодержащих сульфидных руд.

Наличие в составе флотореагента длинных (С₆-С₁₂)алкильных радикалов обеспечивает не только улучшение флотационных свойств реагента, но и обеспечивает эффективное разделение медь- и цинкосодержащих сульфидных руд.

Использование в качестве инертного растворителя ароматического растворителя бензол или толуол позволяет легко, простой перегонкой удалять воду и многократно использовать растворитель для синтеза щелочных алкил (C₂-C₁₂) ксантогенатов.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (по изобретению). В стеклянный реактор, снабженный мешалкой, дозируют 73,72 г (1,0 моль) смеси спиртов, содержащей 0,34 моля этанола, 0,33 моля бутанола и 0,33 моля гексанола, 76 г (1 моль) сероуглерода, 56 г (1 моль) порошкообразного едкого калия и 117 г (1,5 моль) ароматического растворителя - бензола. Реакционную массу перемешивают в течение 4-х часов при температуре 15°С, затем фильтруют и сушат в сушильном шкафу. Получают 185 г (98,5%) алкил(С₂-С₆)ксантогената калия при чистоте 100%.

Условия получения щелочных алкил (C ₂-C₁₂) ксантогенатов и их флотационные свойства представлены в таблице.

Примеры 2-9 (по изобретению). В стеклянный реактор, снабженный мешалкой, загружают расчетное количество спиртов C₂ -С₁₂, сероуглерод, щелочь и ароматический растворитель, нагревают и при перемешивании в течение 2-6 часов проводят ксантогенирование. Затем реакционную массу фильтруют и сушат в сушильном шкафу. Флотационные свойства оценивают, как в примере 1.

Результаты испытаний суммированы в таблице.

Как видно из данных, суммированных в таблице, предлагаемый способ получения щелочных алкил (C ₂-C₁₂) ксантогенатов технологичен, позволяет повысить флотационные свойства реагента.