Способ извлечения иода

 

Изобретение относится к способу извлечения йода из йодсодержащих растворов (природных рассолов, сточных вод и т.д ) Изобретение позволяет повысить степень извлечения йода на 15% (с 80 до 95%) Способ включает адсорбцию йодида анионообменной смолой, окисление сорбированного йодида в фазе анионита подкисленных раствором иодата калия или натрия, элюирования иода с йод-ионита, получение йодных концентратов. При этом на стадии сорбции используют предварительно насыщенный йодом с массовой концентрацией 50-150 г/дм анионит, взятый в количестве 25-50% от общего объема, а окисление йодида в фазе ионита ведут подачей окислителя непосредственно в поток исходного йодсодержащего раствора, взятого в количестве 10-30% от объема, подаваемого на сорбцию 1 з п ф-лы, 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

С:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860994/26 (22) 20.08.90 (46) 07.06.92. Бюл. N 21 (71) Крымское научно-производственное обьединение "Йодобром" (72) В. В, Соколов, Л. 3. Игнатова, И, А, Козинный, Е, Д, Попельнюк, А, Г. Жилин и

Е,B .Швец (53) 546,15(088,8) (56) Патент США N 4131645, кл. С 01 В 7/14, 1978. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОДА (57) Изобретение относится к способу извлечения йода из йодсодержащих растворов (природных рассолов, сточных вод и т.д,). Изобретение позволяет повысить стеИзобретение относится к технике извлечения иода из иодсодержащих растворов (природных рассолов, сточных вод и т.д.).

Наиболее близким техническим решением является способ извлечения иодида, согласно которому рассол, содержащий иодид, пропускают с заданной скоростью через слой анионообменной смолы, При появлении в отработанном рассоле на выходе из аппарата иодида процесс сорбции прекращают, Анионообменную смолу обрабатывают. подкисленным минеральной кислотой раствором иодата (например, Na 10 ) для окисления иодида в фазе анионита до иода элементарного. Затем снова повторяют цикл сорбции иодида из природного рассола. Цикл сорбция — окисление повторяют многократно (25 — 40 раз) до полного насыщения анионита иодом. За„„ Ц „„1738752 А1 (я)5 С 01 В 7/14;. С 02 F 1/42 пень извлечения йода на 15% (с 80 до 95%)

Способ включает адсорбцию йодида анионообменной смолой, окисление сорбированного иодида в фазе анионита подкисленных раствором иодата калия или натрия, элюирования иода с йод-ионита, получение иодных концентратов. При этом на стадии сорбции используют предварительно насыщенный йодом с массовой концентрацией 50 — 150 г/дм анионит, взятый в

3 количестве 25 — 50% от общего обьема, а окисление йодида в фазе ионита ведут подачей окислителя непосредственно в поток исходного йодсодержащего раствора, взятого в количестве 10-30% от объема, подаваемого на сорбцию. 1 з.п. ф-лы, 2 табл, тем элюируют иод из анионообменной смолы водным раствором гидроксида щелочного металла (K, Na ). Остаточный иодид вымывают из анионита водным раствором 4 хлорида натрия, Степень извлечения иодида (л) из природного сырья составляет 80 — 82%. QQ

К недостаткам данного способа следует отнести высокие потери иодида (до 20%) за (Л счет многократного чередования циклов (25 — 40 раз) сорбции — окисления (потери иодида вызваны потерями исходного раствора на стадии окисления иодида, когда исходный раствор, минуя стадию сорбции, подается на сброс) и значительные потери анионита за счет его измельчения и уноса отработанным рассолом при смене растворов.

При контакте с исходным раствором набухаемость анионита уменьшается (гранула сжимается), при обработке водным раство1738752

0,1 — 0,3

15

55 ром иодата набухаемость резко возрастает, Колебание набухаемости приводит к растрескиванию гранул анионита и к его потерям, Характеристика потерь анионита, связанная с изменением набухаемости, и ри веде на в и римере 20.

Цель изобретения — сокращение потерь иода, увеличение степени извлечения за счет сокращения циклов сорбция — окисление.

Указанная цель достигается тем, что в способе извлечения иодида из иодсодержащих растворов, включающем адсорбцию иодида ионообменной смолой, окисление иодида в фазе анионита подкисленным раствором иодата калия (натрия), элюирование иода с иод-ионита с получением концентратов иода, процесс сорбции иодида ведут анионитом (АМП, АВ-17-8) предварительно насыщенным элементарным иодом с массовой концентрацией 50 — 150 г/дм, который з используется в пределах 25 — 50 от общего количества анионита, а процесс окисления иодида в фазе анионита ведут подкисленным раствором иодада калия (натрия), подаваемым в поток исходного иодсодержащего раствора, составляющим 10 — 30 об. от исходного его количества, подаваемого на процесс сорбции.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что процесс сорбции иодида из иодсодержащих растворов ведут на анионите, предварительно насыщенном элементарным иодом с массовой концентрацией 50 — 150 г/дм и взятом в коз личесте 25 — 50 от всего объема используемого анионита; процесс окисления иодида в фазе анионита ведут подкисленным раствором иодата калия (натрия) путем подачи его непосредственно в поток исходного иодсодержащего раствора потоком, составляющим 10 — 30 об. от исходного количества, подаваемого на процесс сорбции, Способ осуществляют следующим образом, Пример ы 1 — 19. В сорбционный каскад аппаратов, который состоит из четырех последовательно соединенных между собой колонок диаметром 0,01 м, высотой

0,2 м, загружают 40 см анионита (АМП, з

АВ-17-8). Причем в первые две колонки по ходу рассола загружают 25 — 507, анионита, предварительно насыщенного элементарным иодом с массовой концентрацией 20—

200 г/дм, в остальные колонки загружают безиодный анионит. После этого подают исходныйй иодсодержащий раствор с массовой концентрацией по иодиду от 17 до 300 г/см . Раствор подают с удельной объемной скоростью 40 — 45 ч . При достижении мас-1 совой доли иодида в отработанном растворе, равной 20 от исходного количества иодида (что соответствует средней степени извлечения 92 — 95 o), процесс сорбции иодида прекращают и начинают процесс окисления иодида в фазе анионита. Процесс окисления иодида ведут подкисленным раствором, содержащим массовые доли: иодата 0,2 — 0,3 >, минеральной кислоты (HCI) Подачу исходного раствора поддерживают в пределах 0 — 40 от исходного количества. Окисление ведут в течение 1 — 2,0 ч и прекращают при появлении следовых количеств иода элементарного в отработанном растворе, Затем цикл сорбции — окисления повторяют.

Процесс заканчивают при появлении в отработанном растворе при очередном цикле сорбции элементарного иода массовой долей 5 — 10 от исходного количества иодида, что свидетельствует о полном насыщении анионита иодом, Анионит выгружают из колонки и элюируют иод 6 — 10 -ным раствором гидроксида натрия (калия) и 3 М раствором хлорида натрия с получением иодных концентратов, Степень извлечения иодида на стадии сорбция — окисление составляет

80 — 95,8, Условия проведения опытов (примеры

1 — 19) и их результаты представлены в табл.

П р и м,е р 20. Для определения потерь анионита за счет разрушения гранул при изменении набухаемости выполнены специальные опыты в условиях известного способа (пример 18) и в условиях предлагаемого способа при условиях примеров 3 и 15. Для определения сравнительных характеристик готовят равные объемы (40 см) анионита АМП с диаметром гранул

0,8 10 м. Гранулы проверяют по методике с использованием микроскопа МСБ-2 на их сферичность и .отсутствие повреждения, С подготовленным анионитом в идентичных условиях (состав рассола, концентрация иодида в нем, состав окислителя, временные характеристики процесса) проводят опыты. Количество разрушенных гранул () определяют как отношение объема разрушенных гранул к первоначальному объему загруженной целой смолы. Отделение разрушенных гранул от целых проводят по известной методике путем их разделения на полированной поверхности, устанавливемой под определенным углом. Неразрушенные сферические гранулы скатываются и собираются внизу, а разрушенные гранулы остаются на поверхности разделителя, 1738752

55

Как показывает выполненный сопоставительный анализ, разрушение анионита существенно зависит от количества циклов, смены растворителей при проведении процесса, Примеры 1, 2, 6, 7 выполнены для характеристики и обоснования граничных условий по массовой концентрации элементарного иода при предварительном насыщении анионита. Примеры 3 — 5 выполнены для обоснования предлагаемого диапазона массовой концентрации элементарного иода для предварительного насыщения анионита, обеспечивающего поставленную цель.

Как показывают полученные данные, массовая концентрация элементарного иода менее 50 г/дм (примеры 1 и 2) не позволяет обеспечить высокую степень извлечения, а массовая концентрация выше

150 г/дм (примеры 6 и 7) не дает заметного положительного эффекта при одновременном повышении затрат иода, что нецелесообразно.

Примеры 3, 8, 9 и 10 выполнены для обоснования предлагаемых пределов по доле предварительного насыщенного анионита. Данные показывают, что доля анионита, взятого на предварительное насыщение, составляет 25 — 50 от общего объема. При доле выше 50 (примеры 9 и 10) и ниже 25% (пример 13) происходит снижение степени извлечения.

Примеры 4, 11, 12 и 17 служат для обоснования предлагаемых параметров по количеству иодатсодер>кащего раствора, подаваемого на стадию окисления иодида в фазе анионита. Данные показывают, что доля раствора составляет 10 — 30О/, от исходного количества, подаваемого на сорбцию.

При доле менее 10, (пример 17) и выше

30 (пример 12) происходит снижение степени извлечения иода.

Примеры 14 — 16 выполнены при предлагаемых параметрах, обеспечивающих поставленную цель. Данные показывают, что степень извлечения составляет выше 95 /, что превышает значение степени извлечения по известному способу (примеры 16 и

17) на 13 — 15 .

Примеры 18 и 19 выполнены согласно

5 известному способу, Пример 18 воспроизводит прототип применительно к отечественным сырьевым источникам, а пример 19 выполнен при условиях, изложенных в примере 1 прототипа, 10 Данные показывают, что степень извлечения в данных условиях не превышает

82 .

Использование предлагаемого способа извлечения иода из иодсодержащих раство15 ров позволяет сократить количество циклов сорбция — окисление с.40 до 3 — 8 и в связи с этим повысить степень извлечения иода с 82 до 95 о..

Промышленное использование предла20 гаемого способа позволяет на 15 увеличить производство иода.

Формула изобретения

25 1. Способ извлечения иода из природных иодсодержащих растворов, включающий адсорбцию иодида анионообменной смолой, окисление сорбированного иодида в фазе анионита подкисленным раствором

30 иодата калия или натрия, элюирования иода с иод-ионита с последующим получением иодных концентратов, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью увеличения степени извлечения иода и упрощения процесса за

35 счет сокращения циклов сорбция — окисление иодида, сорбцию иодида ведут на анионите, предварительно насыщенном элементарным иодом с массовой концентрацией 50 — 150 г/дм, объем которого соз

40 ставляет 25 — 50/ от количества, необходимого в процессе, 2. Способ по и, 1, отл ича ю щи и с я тем, что окисление иодида в фазе анионита ведут подачей окислителя в поток исходного

45 раствора, причем величина потока состав. ляет 10 — 30/ от исходного количества раствора. подаваемого на стадию сорбции.

1738752

I

I

1

Щ!

1 (D

3 (D (Z (2 с (D (Ч сЧ Ммоо ао о

Л Л Л Л Л Л аМЛ- а ааО О

01 (У1 0 0 01 0 01 СО

С> сч

СО

oo oco маасо

° ° л л л ° ° ма-и -0 а w-

СО СО 0 0 01 0 0 01

О а л о

>, K ро

I- (fI

o- s

Z (D

Z

0) с

К

=т о с х

Iо (D г

S с о

С» л

СО сч о о о

-o o o

NO М

М М вЂ” СО W. o o л °

M (Q о о

m v о

S х о мr

OQQOOOOO л a ° л еь л л

OOOO OOOO е — СЧ СЧ СЧ (Ч Ci(СЧ!

Iо

Щ

Q. рХо

fg ц

S ц о

S оя(! S S

o cxz

X Щ (D (D I- (.щоо (2 S

ЩЩХ с о к о

Щ I-I

Z М

Р (о о о.ц

I о

Щ

CL (D ц о о

ОООО ОО л л л л л л O О о о аа аа

М-2. (Ч сЧ сЧ СЧ N О о о л °

C)

О о о сч сч о ! (2 и

fQ

Q. о

m р\о (» и л

<.Э (ч(чсч(ч (чсчсчм

Л Л Л ° Л Л °

ОООООООО сч

Ю сч м сч — сч л л «л

OOOOOO сч (ч сч л л л оооо сч

O (ч сч

o o сч мсч сч (ч сч л ° л

OOOOOO

1 о т а (2

I1

Х

Щ л(т>

Э X

l2 I- CL

S W

OZL (о!

Ю

Щ

Щ!

lZ (D

=г

Z о

Y (Щ (2 о о о

Щ о о о л л

ООО сЧ -1 N

QOQOOQOO

О О О О N О О

Ф O о о а с>ал

С»

С> о о о о

О О о о (ч

w ц щ о

Q. >S! а

Щ

IZ (D

1 х

fD

O

Г

I 1

1 1

1 m 1

1 1

1 O 1

1 1

I 1

С» л

С»

О О O O O О

I о

Щ S а =т> (D щ X

m ц

S S N

z (! о

L о

Z ц ооо л

СО СО СО ооо

° °

СО СО CO о

L (D

CD

O о ы

Х (2 о K а

Э

m ц щ о о о ц о о

o >s

Щ

CL о

l2

1о

fQ

CL л ц ( п о

QOCOOO

Л Л Л ЛЛ оооо л л л л 1-- л ооо

r 1-- л о о о

° °

r лr

С» Q O

Ю

С» м

»> 1 (О о 1Осо

» о(2

X О m о ccn (Q х о»> (.о о

», о

x o о с о

S

S1

1 с(I (Q l!

Щ!

1! 1

Щ

CL о

Iо

Q. (0

Щ

Iо о

1 ц

З а с

Щ

IS

Z о

Z

Щ

X (2

>о

Ю

O а

S (; х

Щ

IЩ (X о

S о

Щ

Z о

Z с (D

K с о ц (Щ о о

Щ

:Е

Q! с (()

X о ц о

> о! о

1 I

1 CD о

1 (2 Щ

1 ! 1 (2

1 O P

Ю

1 оо О

1 с:>

ОООО ООООО л л л л л \

Л Л Ч» Ф 0 Л Л >О Л =1

iv сч сч (ч сч (ч сч (ч сч сч

OOOO OQ OOOO

С>

Ln а а а а а Ln О а О Ln а:) .Ln Ln (D cD

cv сч сч сч (ч сч сч а N Q n! (ч (ч сч сч N N с> о о Ю л О ло

О О (Ч - 1 О О ° О О О О

СЧ (Ч СЧ С0 СЧ СЧ С»

QQOOQOQQOOOO

° Л Л Л Л ° ° °

СО CO 00 CO СО СО СО CO СО СОСО СО

I о 1с

0) Ш (Ч М-4 а10 ЛСО <ЛО (Ч М- Г а10 Л е» m

1738752

Таблица 2

15

25

35

Составитель В.Соколов

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Н.Тупица

Заказ 1973 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

"Уменьшение общего объема связано с разрушением анионита и увеличением в связи с этим насыпной плотности.