Способ извлечения брома из растворов

 

-Изобретение относится к технологии получения неорганических веществ , в частности к способам получения брома из природного, сьфья. Исходный раствор, содержащий бром в виде бромид-иона, обрабатывают хлором , затем десорбируют бром из раствора воздухом, очищают бромвоздуптую смесь от хлора и абсорбируют бром раствором бромистого железа, содержащего 0,1-2,2 мас.% хлористого железа . В качестве хлористого железа могут быть использованы отходы со стадий очистки бромвоздушной смеси от хлора и абсорбции брома, предварительно обработанные железной стружкой и соляной кислотой. Изобретение ; позволяет повысить степень абсорбции с 98,5 до 99,20-99,95%. 1 з.п. ф-лы, 4 табл. о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 01 В 7/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Г

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я яля (-21) 4216458/23-26 (22) 26.03.87 (46) 23.10,88. Бюл. К 39 (72) О.В.Лебедев. (53) 546.14 (088.8) (56) Егоров Л.Ф. и др. — Технология получения бромжелеза из природных рассолов. — М.: НИИТЭМИМ, 1979, с. 41-50. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БРОМА ИЗ

РАСТВОРОВ (57) -Изобретение относится к технологии получения неорганических веществ, в частности к способам получения брома из природного сырья. Ис„„SU„„3432000 А I ходный раствор, содержащий бром в виде бромид-иона, обрабатывают хлором, затем десорбируют бром из раствора воздухом, очищают бромвоздушную смесь от хлора и абсорбируют бром .раствором бромистого железа, содержащего 0,1-2,2 мас.Ж хлористого железа. В качестве хлористого железа могут быть использованы отходы со стадий очистки бромвоздушной смеси от хлора и абсорбции брома, предварительно обработанные железной струж-кой и соляной кислотой. Изобретение позволяет повысить степень абсорбции с 98,5 до 99,20-99,95Х. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

1432000

Изобретение относится к технологии получения нворганических веществ, в частности, к способам получения .брома иэ природного сырья, к может .) быть использовано в химической промышленности.

Цель изобретения — повышение степени абсорбции и удешевление процесса.

Пример 1. Исходный раствор, содержащий бром в виде бромид-иона, обрабатывают хлором, затем десорбируют бром из раствора воздухом, очищают бромвоздушную смесь от хлора и абсорбируют бром раствором бромисто- 1$

ra железа, содержащего хлористое же" лезо.

Абсорбент готовят из воды дистиллированной, бромистого железа квалификации Ч и хлористого железа квалификации Ч. Содержание бромидов в абсорбенте 650 г/л, что соответствует концентрированному раствору (абсор" бенту}, применяемому в производст. венных условиях, и соответствует 25

52,5 мас.X бромистого железа (II) в растворе 10 мл абсорбента заливают в склянку Дрекселя диаметром 25 мм.

БРомвоэдушную смесь, содержащую

4,810,1 г брома на 1 м воздуха, 30 пропускают в склянку Дрекселя через ь капилляр Dyу = 1 мм, погруженный в аб(сорбент. Расход бромвоздушной смеси, 100 л/ч. Концентрацию брома до .склянки Дрекселя и после склянки

Дрекселя определяют иодометрически, проводят замеры давления и температу" ры. Затем по известным формулам определяют химическую емкость абсорбента, степень абсорбции брома и коэффициент 40 абсорбции.

В табл.1 приведены значения степени абсорбции брома из бромвоздушной смеси и коэффициента абсорбции для раствора бромистого железа, содержа. щего 650 г/л бромидов (52, 5 мас.X бромистого железа в растворе} и при" менявшегося в качестве абсорбента в известном способе, а также для абсорбента, содержащего кроме бромистого железа катализатор процесса— хлористое железо, добавленное в абсорбент в виде продукта реактивной квалификации Ч.

Из табл. 1 следует, что при содержании хлористого железа менее

0,1 мас.%, например 0,05 мас.%, степень абсорбции на 0,1% ниже, чем в известном способе, а при содержании

pго более 2,2 мас.%, например

5,00 мас.%, степень абсорбции ниже, чем в известном на 1,5%. В первом случае сказывается недостаток хлористого .железа, а во втором — меньший коэффициент абсорбции чистого раствора хлористого железа, чем раствора бромистого железа с той же концентрацией ионов железа (II).

Пример 2. Хлорид железа (II) готовят из отходов производства брома. В реактор емкостью 5 л вносят

3 л (3,25 кг) отходов с хлорочисток бромвоздушной смеси, действующих в бромном производстве. В этом количестве раствора содержится, кг: хлорного железа (III) 0,38, гидроокиси железа (ХХХ) 0,01, основной гидроокиси железа (III} 0,09, бромидов

0,01, вода — остальное. К этому раствору добавляют 1,00 кг шламов после промывки водой, образующихся на стадии абсорбции. В них содержится, кг: железа металлического 0,01, гидроокисей железа(ХХХ} 0,20, броми. дов 0,04, вода - остальное. К полученной смеси для восстановления железа (III) в железо (II), т.е. хло" . ристое железо, добавляют 0,10 кг мел" кой железной стружки и 1,26 кг 27,5%, соляной кислоты, являющейся отходом производства хладона"12 и очищенной от фторидов. В результате получают

5,90 кг раствора, содержащего 1,09 кг . хлористого железа, 0,07 кг бромистого железа и 4,14 кг воды.

Абсорбент готовят из воды,. бромистого железа и полученного как описано раствора хлористого железа.

10 мл абсорбента заливают в склянку Дрекселя диаметром 25 мм

В склянку из специального генератора пропускают через капилляр D =

1 мм бромвоздушную смесь, содержащую

4,8 r брома в 1 м, со скоростью

160 л/ч. Определяют концентрацию брома за склянкой Дрекселя и до нее йодометрически. Проводят замер давления и температуры, определяют химическую емкость абсорбента, а затем по известным формулам рассчитывают степень абсорбции брома и коэффициента абсорбции, В табл.2 приведены значения степени абсорбции для раствора бромистого железа, содержащего 650 г/л бромидов (52,5 мас.% бромистого железа в растворе) и применяющегося в

1432000 качестве абсорбента в известном способе, а также для абсорбента, содержащего кроме бромистого железа катализатор процесса †хлористое желе5 зо, полученное из отходов производства, образующихся при абсорбции брома и очистке бромвоэдушной смеси от хлора, как указано, При содержании хлористого железа менее 0,1 мас.7, например 0,05 мас ° 7. степень абсорбции на О, 1 ниже, чем в известном, а при содержании его более 2,2 мас.%, например 5,20 мас.7, степень абсорбции ниже чем в известном на 1,77. Таким образом, качество хлористого железа (источник его получения), вводимого в абсорбент, не влияет на результаты процесса абсорбции брома. 20

Пример 3. Процесс получения раствора хлористого железа из отходов производства ведут, как описано в примере 2, Раствор для поглощения брома иэ бромвоздушной смеси (аб- 25 сорбент) готовят, как описано в примере 2. Опыты ведут на опытной установке для изучения десорбции и абсорбции брома 0,3-12 м /ч буровой воды, содержащей 741 г брома в 4 м после хлорирования в хлораторе действующего бромного производства, подают в десорбер — вихревой струйно-пленочной аппарат диаметром 0,3 м, площадь сечения рабочей зоны 0,0628м, высота насадки — 6 м„ аппарата ?,5м.

Образующаяся бромвоздушная смесь, содержащая 0,3-9,2 г брома в 1 м . циркулйровала с помощью вентилятора в системе абсорбер-десорбер. Абсорбер имеет такую конструкцию, что и десорбер. Расход воздуха составляет от 200 до 1800 м /ч и его регулируют вручную задвижкой. Абсорбер из сборника абсорбента орошают с помощью центробежного насоса раствором, содержащим бромистое железо и предлагаемый катализатор. Отработанный абсорбент восстанавливают железной стружкой и возвращают в процесс. Образующийся шлам перерабатывают в хлористое железо, как описано в примере 2.

В табл.3 приведены результаты опытов — средние значения по 3-10 опытам проведенным при 22 С, расходе буровой воды 5 м /ч, плотности орошения десорбера 80 м /м ° ч, плотности орошения абсорбера 38 м /м ч, расходе воздуха 1000 и - /ч, концентрации брома до абсорбер.» 3 69» /M UR»»»»» HH»»

745 мм рт.ст,, соцержании в абсорбенте 52,5 мас.% бромистого железа.

Из табл.3 следует, что опыты, проведенные на укрупненной установке, дают результаты, аналогичные проведенным в табл.1 и 2, т.е. целесообразно в абсорбенте поддерживать содержание хлористого железа (II) в пределах 0,1-2,2 мас.%, В табл.4 приведены результаты опь»тов на той установке, средние значения по 5-10 опытам, продолжительностью не менее 2 ч при 21-23"С, расходе буровой воды для получения бромвоздушной смеси 5 м /ч, плотности орошения десорбера 75 м /»» ч, ðàñходе воздуха в системе абсорбер— десорбер 1000+50 м /ч, плотности орошения абсорбера абсорбентом, содержащим 1,8 мас,7- хлористого железа (III) — 371 м- /м ч, средней концентрации брома B бромвоздушной смеси до абсорбера 3,7?0,1 г/мз, давлении 745».6 мм рт.ст.

Из табл.4 следует, что соотношение между содер>-;анием бромистого железа в абсорбенте в интервале, концентрацией 52,5 — 39,5 мас.7 бромистого >железа, т.е. превышающем интервал концентраций его в реально использу- емом абсорбенте. практически не влияет на результаты, полученные н эксперименте.

При содержании хлористого железа в абсорбенте 1,8 мас.%, являющимся оптимальным, наблюдается максимальная степень абсорбции, отходы производства (шлам, образующийся при абсорбции брома и при регенерации отработанного абсорбента) используются полностью., значительно сокращается расходный коэффициент по железу.

При содержании в абсорбенте хло" ристого железа более 2.2 мас.7., например 2,3 мас.7 степень абсорбции брома снижается до значений, меньших, чем в известном, а также требуется применять новый вид сь»рья, дополнительное количество хлористого железа. Затраты на соляную кислоту, используемую для переработки отходов производства брома в хлористое железо невелики, по сравнеHHI0 с полученными положительными эффектами, что обсспечивает снижение себестоимости целевого продукта при

З2000

Т а б л и ц а 1

Содержание в абсорбенте хлористого железа, мас.X

Степень аб- Коэффициент сорбции абсорбции, брома, Х. кг/м . ч атм

Увеличение степени абсорбции брома по сравнению с известным, Х

0,00 (по известному способу) 96,8

0,0

0,05

14,5

97,0

0,10

1,50

98,2

15,6

97,1

2,20

14,8

0,3

2,40

96,6

-0,2

5 00

14,0

95,3

5 14 использовании предлагаемого способа на 0,9-1,2Х за счет сокращения потерь брома йа стадии абсорбции на

0,5-0,8Х и расхода железной стружки на 8-10Х.

Способ прост в осуществлении, не требует применения специального оборудования, обеспечивает снижение загрязнения окружающей среды.

Изобретение позволяет повысить степень абсорбции с 98,5Х до

99,20-99,95Х, снизить количество образующихся неиспользуемых отходов. производства и снизить себестоимость продукта на 0,9-1 2Х.

Формула изобретения.

1. Способ извлечения брома из растворов, включающий окисление бромидов в исходном растворе хлором, десорбцию брома воздухом, очистку бромвоэдушной смеси от хлора с последующей абсорбцией брома раствором бромистого железа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения степени абсорбции и удешевления процесса, в раствор бромистого

1р железа предварительно вводят хлористое железо от его содержания в абсорбенте 0,1-2,2 мас.Х.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве хлористого железа используют отходы со стадий очистки бромвоздушной смеси от хлора и абсорбции брома, предварительно обработанные железной стружкой и соляной кислотой.!

432000

Таблица 2

Увеличение степени абсорбции брома по сравнению с известным, %

Коэффициент абсорбции, кг/м, ч.атм

0,0

14,5

96,8

0,00 (по предлагаемому способу)

0,05. 96,7

16,4

-0,1

0,10

96,9

14,6

0,1

1,62

98,1

15,5

2,20

14,7

97,0

0,2

2,36

14,3

96,5

-0,3

-1,7

95,1

13,8

Таблица 3

УвеличеСтепень абсорбции брома,7.

Расчетная степень использоние степени абсорбции по сравнению с вания отходов производства брома для введения в абсорбент хлористого железа, % известньм, %

98,50

0,00

0,00

О,ОО

98,45

-0,05

2,8

На 0,3

0,10

1 80

2,20

99,20

99,95

99,35

0,70

1,45

0,85

5,5

100,0

100,0

Дополнительно вводится хлористое железо, так как полученного из отНа 0,6

На 9,9

На 7,9 . ходов недостаточно

100,0

Дополнительно вводится хлоистое железо

98,49 -0,01

2,30

На 6,4

Содержание в абсорбенте хлористого железа,мас.%

Содержание хлористого железа в абсор" бенте, мас.%

0,00 (по известному)

0 05

Степень абсорбции брома, %

Сокращение расходного коэффициента по железу (cTp ке) по сравнению с извест» ным способом (по расчету),X! 432000

Таблица 4

Содержание бромистого железа в абсорбенте мас.X

Степень абсорбции брома,X

Увеличение степени абсорбции но сравнению с известньм, 7.

52,5

1,45

100

48,0

1,46

100

44,1

1,44

100

1,41

100

Ф

Абсорбент содержит 1,8 мас.7. хлористого железа, (ХХ).

Составитель Л.Крюкова

Техред М.Дидык

Корректор О.Кравцова

Редактор Л.Зайцева

Заказ 5385/16 Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

99, 95

99,96

99,94

99,91

Расчетная сте пень использования отходов производства для введения в абсорбент хлористого железа, %

Сокращение расходного коэффициента по железу (стружке) по сравнению с из вестным (no расчету), X

На 9,9

На 9,9

На 9,8

На 9,7