PL171350B1 - Sposób selektywnego usuwania jodu i bromu z solanek - Google Patents

Abstract

1· Sposób selektywnego usuwania jodu i bromu z solanek za pomocą jonitów silnie zasadowych, znamienny tym, że w pierwszym etapie na surową solankę działa się podchlorynem sodu i kwasem siarkowym i podaje się ją na górę pierwszej kolumny jonitowej, w drugim etapie solankę pozbawioną jodu zadaje się chlorem gazowym i w razie potrzeby kwasem siarkowym i podaje się ją na górę drugiej kolumny jonitowej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób selektywnego usuwania jodu i bromu z solanek za pomocą jonitów silnie zasadowych.

Znane są sposoby utleniania jonów jodu i bromu obecnych w solankach - do ich postaci elementarnych, a następnie wydzielenie jodu i bromu z roztworu stosując przedmuchiwanie powietrzem. Adsorpcja wydzielonego jodu i bromu może tez być realizowana na węglu aktywnym. Istnieje też metoda odzyskiwania wydzielonego jodu i bromu na drodze ekstrakcji rozpuszczalnikowej.

Wadami znanych metod wydzielania jodu i bromu są: mała wydajność procesów i trudne drogi do uzyskania jodu i bromu w formach handlowych. Dodatkowe kłopoty sprawia zawracanie wykorzystanych rozpuszczalników, bądź regeneracja stosowanego sorbentu.

Celem wynalazku jest kompleksowy sposób selektywnego usuwania jodu i bromu z solanek o szerokim zakresie stężeń NaCl, realizowany z dużą wydajnością i dający produkty handlowe.

Cel ten osiąga się działając w pierwszym etapie na surową solankę kwasem siarkowym i podchlorynem sodu i podając ją na górę pierwszej kolumny jonitowej z jonitem silnie zasadowym, na którym adsorbuje się elementarny jod. W drugim etapie solankę pozbawionąjodu zadaje się chlorem gazowym i w razie potrzeby kwasem siarkowym i podaje się ją na górę drugiej kolumny jonitowej z jonitem silnie zasadowym w której adsorbuje się brom.

Desorpcję jodu z pierwszej kolumny jonitowej prowadzi się podając do pierwszej kolumny od dołu roztwór wodorotlenku sodu zbierając eluat w zbiorniku do kilkukrotnego zawrócenia po czym wydziela się z eluatu zatężonego surowy jod działając kwasem siarkowym i solą Bertholleta.

Desorpcję bromu z drugiej kolumny jonitowej prowadzi się podając do drugiej kolumny od dołu roztwór wodorotlenku amonu zbierając eluat w zbiorniku do kilkukrotnego zawrócenia, po czym wydziela się z eluatu zatężonego bromek amonu przez odparowanie i krystalizację.

Przywrócenie sprawności jonowymiennej kolumnom realizuje się podając na górę kolumn solankę odjodowaną i odbromowaną.

171 350

Sposób według wynalazku opisano bliżej posługując się rysunkiem przedstawiającym schemat przykładowej instalacji do realizacji tego sposobu.

Solankę pozbawioną zanieczyszczeń mechanicznych oraz jonów wapnia i magnezu poddaje się w pierwszym etapie procesowi utleniania jonów jodkowych do jodu elementarnego za pomocą stężonego roztworu podchlorynu sodu w środowisku kwaśnym. Proces realizuje się w zbiorniku 3 dozując do solanki kwas siarkowy i podchloryn sodu, wykorzystując do precyzyjnego sterowania procesem - pomiar potencjału redoks środowiska reakcyjnego. Zapobiega to nadmiernemu utlenieniu prowadzącemu do utworzenia anionów JO3', które nie są adsorbowalne na jonitach. Solankę podaje się następnie na górę kolumny jonitowej 1 wypełnionej silnie zasadową żywicą - w celu zaadsorbowania elementarnego jodu.

Odjodowaną solankę w drugim etapie poddaje się ponownemu utlenieniu za pomocą gazowego chloru w środowisku kwaśnym. Proces realizuje się w zbiorniku 5 dozując gazowy chlor i w razie potrzeby kwas siarkowy dla uzyskania pożądanego pH. W tym przypadku również stosuje się pomiar potencjału redoks w celu precyzyjnego sterowania procesem utlenienia, dla uniknięcia powstawania anionów B1O3'. Solankę podaje się następnie na górę kolumny jonitowej 2 wypełnionej silnie zasadową żywicą jonowymienną w celu zaadsorbowania elementarnego bromu.

W wyniku przeprowadzonych operacji uzyskuje się solankę odjodowaną i odbromowaną.

Desorpcjęjodu z kolumny 1 prowadzi się podając do kolumny 1 od dołu 10-cio procentowy roztwór wodorotlenku sodu zbierając eluat w zbiorniku 4. Do pozbawionej jodu kolumny jonitowej 1 podaje się od góry solankę odjodowaną i odbromowaną w celu przeprowadzenia żywicy jonowymiennej w formę chlorkową, uzyskując jej sprawność do ponownej adsorpcji jodu. Po przepuszczeniu przez kolumnę 1 następnej porcji utlenionej solanki desorpcję jodu prowadzi się zgromadzonym w zbiorniku 4 eluatem. Kolejne operacje desorpcji jodu z kolumny 1 prowadzi się eluatem ze zbiornika 4 do uzyskania maksymalnego stężenia NaJ + NaJO3 w eluacie.

Następną operację desorpcji jodń prowadzi się za pomocą świeżego roztworu wodorotlenku sodu jak opisano wyżej.

Uzyskany eluat zadaje się w zbiorniku 6 stężonym kwasem siarkowym z dodatkiem soli Bertholleta (KCIO3) przy ciągłym, powolnym mieszaniu, otrzymując duże kryształy surowego jodu.

Desorpcję bromu z kolumny 2 prowadzi się podając do kolumny 2 od dołu 20% roztwór wodorotlenku amonu, zbierając eluat w zbiorniku 7.

Do pozbawionej bromu kolumny jonitowej 2 podaje się od góry solankę odjodowaną i odbromowaną w celu przeprowadzenia żywicy jonowymiennej w formę chlorkową, uzyskując jej sprawność do ponownej adsorpcji bromu. Po przepuszczeniu przez kolumnę 2 następnej porcji utlenionej solanki, desorpcję bromu prowadzi się zgromadzonym w zbiorniku 7 eluatem.

Kolejne operacje desorpcji bromu z kolumny 2 prowadzi się eluatem ze zbiornika 7 - do uzyskania w eluacie maksymalnego stężenia NHBr w obecności amoniaku. Następną operację desorpcji bromu prowadzi się za pomocą świeżego roztworu wodorotlenku amonu. Uzyskany eluat poddaje się procesowi odparowania w zbiorniku 8 a następie krystalizacji - otrzymując bromek amonu, który jest produktem handlowym.

Sposób według wynalazku ma zastosowanie do usuwania jodu i bromu z solanek o szerokim zakresie stężeń NaCl

Oczyszczona od jodu i bromu solanka spełnia wymagania w zakresie dopuszczalnych stężeń jonów jodu i bromu zarówno dla potrzeb elektrolizy membranowej, jak i w procesach odsalania wód kopalnianych 1 morskich.

171 350

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób selektywnego usuwania jodu i bromu z solanek za pomocą jonitów silnie zasadowych, znamienny tym. że w pierwszym etapie na surową solankę działa się podchlorynem sodu i kwasem siarkowym i podaje się ją na górę pierwszej kolumny jonitowej, w drugim etapie solankę pozbawioną jodu zadaje się chlorem gazowym i w razie potrzeby kwasem siarkowym i podaje się ją na górę drugiej kolumny jonitowej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że desorpcję jodu z pierwszej kolumny jonitowej prowadzi się podając od dołu do pierwszej kolumny roztwór wodorotlenku sodu zbierając eluat w zbiorniku do kilkukrotnego zawrócenia.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że desorpcję bromu z drugiej kolumny jonitowej prowadzi się podając od dołu do drugiej kolumny roztwór wodorotlenku amonu zbierając eluat w zbiorniku do kilkukrotnego zawrócenia.
4. 4. Sposób według zastrz. 1i 2, znamienny tym, że z zatężonego eluatu wydziela się surowy jod działając kwasem siarkowym i solą Bertholleta.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 i 3, znamienny tym, że z zatężonego eluatu wydziela się bromek amonu przez odparowanie i krystalizację.
6. 6. Sposób według zastrz. 1 - 3, znamienny tym, że przywrócenie sprawności jonowymiennych kolumn realizuje się podając na górę kolumn solankę odjodowaną i odbromowaną.