N2-АЛКОКСИТИОКАРБОНИЛАЦЕТО- И БЕНЗОГИДРАЗИДЫ – НОВЫЕ РЕАГЕНТЫ ДЛЯ ИОННОЙ ФЛОТАЦИИ МЕДИ(II)
Аннотация
В работе описаны синтез, комплексообразование с ионами меди(II) и флотационные свойства N2-алкокситиокарбонилацето- и бензогидразидов. Строение полученных соединений подтверждено методами 1H ЯМР и ИК- спектроскопии, обнаружена Z, E-изомерия молекул, связанная с вращением фрагментов вокруг связи N-N. Показано существование в растворах различных ионно-молекулярных форм соединений, рассчитаны константы, характеризующие протолитические равновесия между ними. В широком диапазоне значений pH реагенты образуют с ионами меди (II) труднорастворимые флотоактивные комплексные соединения состава 1:1, в которых лиганд находится в двукратно депротонированной форме. Максимальная степень осаждения меди (II) составляет 99,97%. Определены оптимальные условия для флотации осадков при pH 3,1 и 9,8: соотношение металл-лиганд, время кондиционирования, подача воздуха, время флотации. Установлено, что для образования осадка комплексного соединения в кислой среде требуется двукратный избыток реагента и время кондиционирования, равное 20 мин, в то время как в щелочной среде кондиционирование не требуется и достаточно соотношения металл-лиганд 1:1. Различие в условиях флотации, видимо, связано с меньшим количеством депротонированной формы реагента в кислой среде. Предположено, что депротонированная форма реагента проявляет поверхностно-активные свойства, поэтому в щелочных средах наблюдается более интенсивное по сравнению с кислыми средами пенообразование. В связи с этим при pH 9,8 требуются меньшие количества реагента и подаваемого воздуха, чем при pH 3,1. Время флотации также уменьшается. В оптимальных условиях проведена ионная флотация осадка комплекса меди. Установлено, что эффективное извлечение меди из раствора возможно в диапазоне значений pH 2–10, при этом максимальная степень извлечения составила 99,5%.
Для цитирования:
Гусев В.Ю., Чеканова Л.Г., Кононов Е.А. N2-алкокситиокарбонилацето- и бензогидразиды – новые реагенты для ионной флотации меди(II). Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 4. С. 56-66. DOI: 10.6060/ivkkt.20266904.6725.
Литература
Chanturia V.A., Shadrunova I.V., Gorlova O.E., Kolodezhnaya E.V. Development of technological innovations of deep and complex processing of technogenic raw materials in the conditions of new economic challenges. Izv. TulGU. Nauki o Zemle. 2020. V. 1. P. 159-171 (in Russian). DOI: 10.46689/2218-5194-2020-1-1-159-171.
Matveeva T.N., Gromova N.K., Lantsova L.B. Promising reagents for the extraction of strategic metals from difficult-to-enrich mineral raw materials. Zapiski. Gorn.. Inst. 2024. V. 269. P. 757-764.
Eivazihollagh A., Svanedal I., Edlund H., Norgren M. On Chelating Surfactants: Molecular Perspectives and Application Prospects. J. Mol. Liq. 2019. N 278. Р. 688-705. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.01.076.
Han G., Xue Y., Liu B., Huang Y, Su S., Yang S., Sun H. Deep separation of critical metals of Mo and Re from waste solution by stepwise precipitation flotation: selective chelation underlying separation mechanism. Separ. Purif. Technol. 2023. V. 313. N 3. P. 123492. DOI: 10.1016/j.seppur.2023.123492.
Svanedal I., Boija S., Norgren M., Edlund H. Headgroup Interactions and Ion Flotation Efficiency in Mixtures of a Chelating Surfactant, Different Foaming Agents, and Divalent Metal Ions. Langmuir. 2014. V. 30. N 22. P. 6331-6338. DOI: 10.1021/la500689n.
Chekanova L.G., Vaulina V.N., Elchischeva Yu.B., Bardina E.S., Pavlov P.T. The Selection of Reagents for Ionic Flotation of Non-Ferrous Metals in the Series of N-Acyl-N'-Mezylhydrazines. Bull. Karaganda Univ. Chem. Ser. 2022. V. 108. N 4. P. 171-181. DOI: 10.31489/2022Ch4/4-22-13.
Zabolotnykh S.A., Denisova S.A., Nagovitsyn R.R., Vaulina V.N. Alkylbenzenesulfonic acid as a reagent for flotation extraction of lanthanum (III), samarium (III) and terbium (III) ions. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 3. P. 45-51 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236603.6651.
Holikulov D.B., Yakubov M.M., Muhametdzhanova Sh.A., Bekbutaev A.N. Development of technology for extracting metals from process solutions by ion flotation. Tsvet. Met. 2022. N 6. P. 19-24 (in Russian). DOI: 10.17580/tsm.2022.06.01.
Khatir M.Z., Abdollahy M., Khalesi M.R., Rezai B. Selective separation of neodymium from synthetic wastewater by ion flotation. Sep. Sci. Technol. 2021. V. 56. N 10. Р. 1802-1810. DOI: 10.1080/01496395.2020.1793779.
Du Y., Huang Y., Wang W., Su S., Yang S., Sun H., Liu B., Han G. Application and development of foam extrac-tion technology in wastewater treatment: A review. Sci. Total Environ. 2024. V. 930. N 25. P. 172755. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172755.
Troshanin N.V., Bychkova T.I., Neklyudov V.V., Klimovitskii A.E. Homo- and Heteroligand Copper(II) Complexes with Some Aromatic Acid Hydrazides and L-Histidine. Zhurn. Neorg. Khim. 2020. V. 65. N 1. P. 56-64 (in Russian). DOI: 10.1134/S0036023620010179.
Radushev A.V., Chekanova L.G., Gusev V.Yu., Batueva T.D., Nasrtdinova T.Yu. Dialkylhydrazides, di-acylhydrazines and dimethylalkylhydrazinium salts. Production, properties and application in metal concentration processes. Ekaterinburg: Ural. Tsentr Akad. Obsluzh. 2011. 206 p. (in Russian).
Gaber M., El-Nahass M.N., Elnadry Y.A., El-Reash G.M.A., El-Gamil M.M. Synthesis, structural elucidation, ion flotation and biological evaluation of Ni(II) and Zn(II) complexes featuring a heterocyclic thiosemicarbazide lig-and with their computational studies. J. Mol. Struct. 2025. V. 1325. P. 141018. DOI: 10.1016/j.molstruc.2024.141018.
Youssef H.M., Khaleel L.I., Azzam M.A., El-Reash G.M.A. Mn(II) and Fe(III) complexes of N'1, N'2-bis((E)-2-hydroxybenzylidene) oxalohydrazide: Synthesis, characterization, DFT studies, biological activity, and ion-flotation separation of Fe(III). J. Mol. Struct. 2023. V. 1287. P. 135652. DOI: 10.1016/j.molstruc.2023.135652.
Youssef H.M., Abdulhamed Y.K., El-Reash G.M.A., Yousef T.A. Cr(III) and Ni(II) complexes of isatin-hydrazone ligand: preparation, characterization, DFT studies, biological activity, and ion-flotation separation of Ni(II). Inorg. Chem. Commun. 2022. V. 138. P. 109278. DOI: 10.1016/j.inoche.2022.109278.
Shah R. Ligational, potentiometric and floatation studies on Cu(II) complexes of hydrazones derived from p and o-vanillin condensed with diketo hydrazide. J. Mol. Liq. 2016. V. 220. P. 939-953. DOI: 10.1016/j.molliq.2016.04.047.
Chekanova L.G., Radushev A.V., El'chishcheva Yu.B., Muksinova D.A. Acetone hydrazones – potential collec-tors for non-ferrous metal ion flotation. Khim. Tekhol. 2011. V. 12. N 2. P. 117-121 (in Russian).
Chekanova L.G., El'chishcheva Yu.B., Shcherban' M.G., Radushev A.V., Baigacheva E.V. Asymmetric 1,2-diacylhydrazines as reagents for ionic flotation. Russ. J. Non-ferrous Metals. 2010. V. 51. P. 8-11. DOI: 10.3103/S1067821210010025
Abou El-Reash Y.G., Saad H.E., Hashem M.A. Selective separation and determination of palladium ions using isatin-3-(4-phenyl-3-thiosemicarbazone) as a chelating agent via flotation methods from different water samples. Essential Chem. 2024. V. 1. N 1. P. 1-13. DOI: 10.1080/28378083.2024.2391342.
Akl M., Ahmad S.A. Ion Flotation and Flame atomic absorption spectrophotometric determination of of Nickel and Cobalt in environmental and pharmaceutical samples using a thiosemicarbazone derivative. Egypt. J. Chem. 2019. V. 62. N 10. P. 1917-1931. DOI: 10.21608/ejchem.2019.9955.1659.
Gusev V.Yu., Batueva T.D. 2-phenyl- and 2,2-dimethyl-O-alkylhydrazinecarbothioates as new complexing rea-gents. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 1. P. 23-30 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20256801.7114.
Singh N.K., Srivastva S.C., Aggarwal R.C. Studies on 3d Metal Complexes of N2-Ethoxythiocarbonyl Benzoic Acid Hydrazide and N2-Ethoxythiocarbonyl Pyridine-4-carboxylic Acid Hydrazide. Synth. React. Inorg. Met.-Org. Chem. 1983. V. 13. N 8. Р. 989-1002. DOI: 10.1080/00945718308071333.
Jensen K.A., Anthoni U., Holm A., Nordal V., Lindberg A.A., Craig J.C. Studies of thioacids and their derivatives. XV. (Alkoxythiocarbonyl)hydrazines and [(al-kylthio)thiocarbonyl]hydrazines. Acta Chem. Scand. 1969. V. 23. N 6. Р. 1916-1934. DOI: 10.3891/acta.chem.scand.23-1916.
Yuskovets V.N., Anan’eva E.P., Trukhanova Yu.A., Chernov N.M., Yakovlev I.P., Ksenofontova G.V. One-Pot Synthesis and Antimicrobial Activity of O-Alkyl Hy-drazinecarbothioates. Zhurn. Obshch. Khim. 2022. V. 92. N 8. P. 1175-1180 (in Russian). DOI: 10.1134/s1070363222080035.
Bernshtejn I.Ya., Kaminskij Yu.L. Spectrophotometric analysis in organic chemistry. L.: Khimiya. 2010. 198 p. (in Russian).
Bouchet P., Elguero J., Jacquier R., Pereillo J.M. Etude par RMN de la configuration d´hydrazides. Bull. Soc. Chim. Fr. 1972. N 6. P. 2264-2271.
Gol'man A.M. Ion flotation. M.: Nedra. 1982. 144 p. (in Russian).
