Патент на изобретение №2190700
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОДА И БРОМА ИЗ ПРИРОДНЫХ ВОД
(57) Реферат: Изобретение относится к технологии получения иода и брома из природных вод и рассолов и может быть использовано при извлечении этих галогенов из буровых и пластовых (попутных) вод нефтепромыслов, рапы озер и морей. Сначала осуществляют селективное электрохимическое окисление иодида в анодной камере диафрагменного электролизера в присутствии ионов Fe2+ при окислительно-восстановительном потенциале анолита 550-850 мВ. После этого его обрабатывают щелочным агентом, соосаждая иод на гидроксиде железа (III). Затем осуществляют селективное электрохимическое окисление бромида в свободной от иода воде с последующим его выделением воздушной десорбцией. Обработку анолита щелочным агентом ведут в диапазоне рН 3,5-5,0. В качестве щелочного агента используют гидроксиды или карбонаты щелочных или щелочноземельных металлов. Технический эффект – снижение расходов за счет исключения использования сорбентов, упрощение монтажа и эксплуатации установки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. Изобретение относится к технологии получения иода и брома из природных вод и рассолов и может быть использовано при извлечении этих галогенов из буровых и пластовых (попутных) вод нефтепромыслов, рапы озер и морей. Известен способ выделения иода и брома из буровых вод, включающий предварительное их подкисление минеральной кислотой с последующим селективным электрохимическим окислением галогенов в бездиафрагменном электролизере /Тевосов С.П. и др. Электрохимическое выделение иода и брома в скоростных потоках буровых вод на укрупненной установке. В сб.: Исследования в области неорганической и физической химии и их роль в химической промышленности. Баку: АзИНТИ, 1969. С. 35-38/. Недостатками этого способа являются: – значительные эксплуатационные расходы, обусловленные затратами на подкисление буровых вод; – образование токсичных, в том числе и радиоактивных, отходов в случае применения для подкисления дешевой серной кислоты; – затраты, связанные с известкованием отработанных вод и их дегалогенированием перед сбросом в окружающую среду. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ извлечения иода и брома из природных вод, включающий селективное электрохимическое окисление галогенов в анодной камере диафрагменного электролизера, в качестве диафрагмы которого используют катионообменную мембрану, причем вначале осуществляют окисление иодида до достижения окислительного-восстановительного потенциала (ОВП) анолита 460-520 мВ и выделение элементного иода на твердом носителе, в качестве которого используют сильноосновный анионит на основе сополимера метилвинилпиридина и дивинилбензола, а затем окисление бромида в свободной от иода природной воде до достижения (ОВП) анолита 950-990 MB с последующей воздушной десорбцией брома, после чего очищенную от галогенов воду направляют сначала в катодную камеру диафрагменного электролизера окисления иодида, а затем в катодную камеру диафрагменного электролизера окисления бромида/Патент 2138581 РФ, МКИ6 С 25 В 1/24, С 02 F 1/46. Способ извлечения иода и брома из природных вод/. Недостатками указанного способа являются: – высокие капитальные и эксплуатационные затраты на строительство, монтаж и эксплуатацию сорбционно-десорбционной установки; – значительные расходы на единовременную загрузку и расход дорогостоящего сорбента. Указанные недостатки устраняются тем, что электрохимическое окисление иодида проводят в присутствии ионов Fe2+ при значении ОВП анолита 550-850 мВ, селективно окисляя весь присутствующий в природной воде иодид до элементного состояния, а также частично или полностью окисляя двухвалентное железо до трехвалентного состояния, не затрагивая при этом бромид, содержание которого в природной воде превышает содержание иодида на 2-3 порядка. Последующую обработку анолита проводят щелочным агентом до значения рН 3.5-5.0 для образования в растворе свежеосажденного гидроксида железа (III), выступающего в качестве твердого носителя для элементного иода. В качестве щелочного агента могут быть использованы либо гидроксиды, либо карбонаты щелочных или щелочноземельных металлов. Полученную суспензию разделяют отстаиванием и фильтрацией на твердую фазу – концентрат иода и жидкую фазу – воду, свободную от иода. Гидроксид железа (III) с соосажденным на нем иодом (концентрат иода) растворяют в растворе минеральной кислоты (степень концентрирования иода в кислом растворе составляет 10-50) и иод из такого раствора может быть эффективно извлечен известным способом – воздушной десорбцией. А из свободной от иода воды извлекают бром по способу-прототипу. При электрохимическом окислении иодида снижение ОВП анолита ниже 550 мВ приводит к недостаточно высокой степени окисления двухвалентного железа до трехвалентного состояния, снижению выхода твердой фазы при нейтрализации анолита и уменьшению степени поглощения элементного иода гидроксидом железа (III). Повышение ОВП анолита свыше 850 мВ приводит к появлению в растворе элементного брома, его соосаждению с элементным иодом на твердом носителе и загрязнению концентрата иода. Обработка анолита щелочным агентом до значения рН обрабатываемого раствора ниже 3.5 приводит к частичному осаждению гидроксида железа (III), уменьшению как выхода твердой фазы, так и степени поглощения элементного иода. Повышение значения рН обрабатываемого раствора свыше 5.0 приводит к увеличению расхода щелочного агента. Пример. Природную пластовую воду, имеющую состав, г/л: хлорид натрия – 150; бромид-ион – 0.86; иодид-ион – 0.0293; кальций – 21.2; магний – 3.9; стронций – 0.53; железо общ. – 0.26; медь – 0.0004; серебро – 0.0008; рН – 4.5; ОВП (Pt/хлорсеребряный электрод) – 250 мВ; плотность – 1.18 г/см3, подают в анодную камеру диафрагменного электролизера. Количество обрабатываемой воды – 1л. В качестве диафрагмы используют катионообменную мембрану МК-40л на основе сильнокислотного катионита КУ-2. Анод – оксид рутения, нанесенный на титановую пластину, катод – нержавеющая сталь. В качестве католита применяют 15%-ный раствор хлорида натрия. Анолит и католит обрабатывают в электролизере в режиме циркуляции при плотности тока 500 А/м2 до достижения значения ОВП анолита, равного 550-850 мВ. Окисленный раствор подвергают нейтрализации 10%-ным раствором гидроксида натрия до достижения рН 3.5-5.0. Полученную суспензию отстаивают в течение 30 мин, сгущенную часть фильтруют на бумажном фильтре. Осадок на фильтре обрабатывают 10%-ным раствором соляной кислоты в количестве 30 мл, полностью растворяя осадок на фильтре. Свободную от иода воду направляют в анодную камеру диафрагменного электролизера окисления бромида с последующим извлечением брома воздушной десорбцией по способу-прототипу. Основные результаты приведены в таблице. Как следует из представленных данных, использование предлагаемого способа извлечения иода из природных вод по сравнению со способом-прототипом позволяет значительно упростить и удешевить технологический процесс извлечения иода из бедных по его содержанию сильноминерализованных растворов, попутных вод нефтепромыслов, рапы озер и морей за счет резкого снижения капитальных и эксплуатационных затрат. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
