Способ извлечения йода
Владельцы патента RU 2331576:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к способам извлечения йода из природных и техногенных растворов. В способе подкисленный раствор, содержащий элементарный йод, экстрагируют противотоком 10% раствором трибутилфосфата в керосине. Соотношение объема органической фазы к объему водной фазы равно 1:10, а время контакта фаз составляет 15 минут. Предложенное изобретение обеспечивает сохранение эффективности извлечения йода при наименьшем расходе экстрагента и разбавителя. 2 табл.
Изобретение относится к способам извлечения йода из природных и техногенных растворов.
Известен способ извлечения йода, предварительно окисленного перекисью водорода, чистым трибутилфосфатом (ТБФ) в присутствии серной кислоты при соотношении объема органической фазы к объему водной фазы (0:В) 1:6, при этом извлечение йода в органическую фазу составляет 95% [авторское свидетельство СССР N 300058. Опубликовано 05.12.1974. Бюллетень №45].
Также известен способ экстракционного извлечения йода из кислых растворов ТБФ в керосине 1:1 при соотношении O:В=1:20. В данном случае степень извлечения йода в экстракт составляет ˜99% [авторское свидетельство СССР N 1161459, опубликовано 15.06.1985. Бюллетень №22].
Недостатками этих способов являются значительные затраты экстрагента и существенное увеличение времени разделения фаз при использовании чистого ТБФ или его высококонцентрированных растворов.
Технический результат - сохранение эффективности извлечения йода при наименьшем расходе экстрагента и разбавителя.
Указанный результат достигается тем, что в предлагаемом способе подкисленный раствор, содержащий элементный йод, экстрагируют противотоком 10% раствором ТБФ в керосине (соотношение ТБФ: керосин = 1:9), при этом соотношение 0:В=1:10. Время контакта фаз - 15 минут.
Извлечение йода в экстракт составляет 96-98%, остаточная концентрация йода в водной фазе - не более 3,4 мг/л, насыщение органической фазы при многократной противоточной экстракции 50-51 г/л.
Способ осуществляется следующим образом.
Подкисленный раствор, содержащий элементный йод, экстрагируют 10% раствором ТБФ в керосине (соотношение ТБФ: керосин = 1:9), при этом соотношение O:В=1:10. Время контакта фаз при противоточной экстракции - 15 минут.
Пример 1. В кислый йодсодержащий раствор, содержащий 200 мг/л йода, помещают 10% раствор ТБФ в керосине (соотношение ТБФ: керосин = 1:9), при этом соотношение O:В=1:10. Раствор интенсивно перемешивают в течение 15 минут.
Способ обеспечивает извлечение йода до концентрации менее 3,4 мг/л.
Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Исходный раствор содержит 17 мг/л йода. Процесс экстракции осуществляют в несколько ступеней противотоком.
При многократной экстракции степень извлечения составляет ˜99%.
Способ обеспечивает извлечение йода до концентрации менее 1 мг/л.
Данные по степени извлечения йода известным и предлагаемым способами в зависимости от соотношения фаз в системе представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||
| Результаты экстракции в зависимости от соотношения фаз в системе | |||||
| Экстрагент | Объем водной фазы, Vводн, мл | Объем органической фазы, Vорг, мл | Соотношение фаз (O:В) | Коэффициент распределения D | Степень извлечения R, % |
| Керосин | 100 | 10 | 1:10 | 101,9 | 91,0 |
| Трибутилфосфат (ТБФ) | 100 | 10 | 1:10 | 1584,5 | 99,4 |
| 50% раствор ТБФ в керосине | 100 | 20 | 1:5 | - | 99,(9) |
| 100 | 10 | 1:10 | 1258,0 | 99,2 | |
| 100 | 5 | 1:20 | 2496,3 | 99,2 | |
| 100 | 2,5 | 1:40 | 1469,8 | 97,4 | |
| 10% раствор ТБФ в керосине | 100 | 20 | 1:5 | 562,1 | 98,3 |
| 100 | 10 | 1:10 | 569,8 | 98,3 | |
| 100 | 5 | 1:20 | 131,6 | 92,9 | |
| 100 | 2,5 | 1:40 | 58,5 | 85,4 |
Из таблицы 1 следует, что отношение объема органической фазы к объему водной фазы 1:10 обеспечивает извлечение йода в экстракт более чем на 98%.
Данные по влиянию соотношения ТБФ: керосин при соотношении O:В=1:10 представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | |||||||
| Результаты экстракции в зависимости от концентрации ТБФ в керосине | |||||||
| Концентрация ТБФ в керосине, % | Объем водной фазы, Vводн, мл | Объем органи ческой фазы, Vорг, мл | Объем керосина V, мл | Объем ТБФ V, мл | Коэффициент распределения, D | Степень извлечения R,% | Эффект смешения |
| 0 | 100 | 10 | 10,0 | 0,0 | 101,9 | 91,0 | 1,0 |
| 5 | 100 | 10 | 9,5 | 0,5 | 286,6 | 96,9 | 2,5 |
| 7 | 100 | 10 | 9,3 | 0,7 | 338,2 | 97,1 | 2,7 |
| 9 | 100 | 10 | 9,1 | 0,9 | 398,8 | 97,6 | 3,1 |
| 10 | 100 | 10 | 9,0 | 1,0 | 569,8 | 98,3 | 4,3 |
| 20 | 100 | 10 | 8,0 | 2,0 | 971,2 | 98,9 | 5,5 |
| 50 | 100 | 10 | 5,0 | 5,0 | 1258,0 | 99,2 | 3,1 |
| 100 | 100 | 10 | 0,0 | 10,0 | 1584,5 | 99,4 | 1,0 |
Из результатов, представленных в таблице 2, видно, что экстракция 10% раствором ТБФ в керосине обеспечивает хорошую степень извлечения при небольшом расходе экстрагента.
Способ извлечения йода из природных и техногенных растворов путем многократной экстракции раствором трибутилфосфата в керосине, отличающийся тем, что подкисленный раствор, содержащий элементарный йод, экстрагируют противотоком 10%-ным раствором трибутилфосфата в керосине, при этом соотношение объема органической фазы к объему водной фазы равно 1:10, а время контакта фаз составляет 15 мин.
