способ извлечения йода

Формула изобретения

Способ извлечения иода из высокоминерализованных буровых вод, включающий подкисление, окисление, сорбцию молекулярного иода ионитом и регенерацию сорбента щелочью, отличающийся тем, что процесс подкисления буровых вод проводят электрохимически в камерах электродиализного аппарата с катионитовыми и биполярными мембранами, а получаемый при этом щелочной раствор используют для регенерации сорбента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам извлечения йода из высокоминерализованных буровых вод и может быть использовано в газо- и нефтедобывающей промышленности при получении йода из природных вод.

Известен способ извлечения йода из природных вод [1 и 2], по которому воду предварительно подкисляют минеральной кислотой, затем окисляют иодид-ион до молекулярного йода различными окислителями с последующим поглощением его сильноосновным анионитом АВ-17, регенерацией йодсодержащего анионита растворами гидроксида, сульфита, хлорида натрия или калия и выделением кристаллического йода известными способами.

Основным недостатком известного технического решения является необходимость использования больших количеств серной или соляной кислот для подкисления. При этом подкисление серной кислотой приводит к образованию малорастворимых сульфатных соединений, а использование соляной кислоты повышает себестоимость продукта. Кроме того, регенерация йодсодержащего анионита требует значительного расхода дорогостоящих реактивов (в том числе щелочи).

Для устранения указанных недостатков в способе извлечения иодидов из йодсодержащих растворов подкисление осуществляется электрохимически в электродиализаторе с чередующимися ионообменными мембранами, одни из которых - катионитовые, в качестве других мембран используют биполярые мембраны, обращенные анионообменой стороной к аноду с образованием кислотных и щелочных камер. Электрохимически подкисленный раствор окисляется озоном, молекулярный йод сорбируется на анионообменнике, регенерация которого осуществляется щелочью, получаемой в камерах того же электродиализатора.

На чертеже представлена технологическая схема извлечения йода с использованием предлагаемого способа. Электродиализный аппарат состоит из чередующихся катионообменных (К) и биполярных (БМ) мембран, образующих щелочные ( 4 и 2), кислотные (3) и электродные (1 и 4) камеры. Биполярные мембраны катионитовой стороной обращены к катоду.

Исходная вода подается в кислотные камеры (3) электродиализатора. Щелочные камеры заполняются разбавленным раствором гидроксида натрия. Под действием внешнего электрического поля в биполярной мембране (БМ) на границе раздела анионитовой и катионитовой сторон происходит диссоциация молекул воды. Протоны водорода переносятся в кислотные камеры и изменяют величину pH воды до необходимого значения, ионы гидроксила поступают в щелочные камеры с анионитовой стороны биполярной мембраны, образуя щелочь с щелочными ионами, мигрирующими через катионитовую мембрану.

Пример. Исходную воду с общим солесодержанием 22,2 г/л и щелочностью 0,0216 моль/л подают в камеры подкисления электродиализного аппарата. В аппарате используют катионообменные мембраны МК-40 и биполярные МБ-3. Щелочной тракт заполняется раствором гидроксида натрия с концентрацией 0,1 моль/л. Катодная камера соединена со щелочным трактом. Анодную камеру промывают исходной буровой водой. Скорость циркуляции растворов в щелочных и кислотных камерах 0,05 м/с. Подкисление буровой воды ведут в гальваностатическом режиме при плотности тока 40 мА/см² в течение 0,5 ч до pH 2. Иодид-ионы в подкисленной буровой воде окисляют хлором до элементарного йода и сорбируют на анионообменнике АВ-17 в хлоридной форме. Десорбцию йода проводят раствором щелочи с концентрацией 1,7 - 2,0 моль/л, полученной в щелочном тракте электродиализатора.

По прототипу для осуществления этого же процесса необходимо затратить кислоту и щелочь. Сравнение затрат на подкисление буровой воды известным и предлагаемым способом представлено в таблице.

Окупаемость электрохимического оборудования менее года.

Технико-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в уменьшении затрат на химические реагенты, исключении затрат на их перевозку и хранение и снижение опасности загрязнения окружающей среды токсическими веществами.

Литература

1. Ксензенко В. И., Стасиевич Д.С. Химия и технология брома, йода и их соединений. - М.: Химия, 1979, с. 303.

2. Авторское свидетельство СССР N 136720, кл. 12, 714, 1961. С.И.Яворский, Э. Я.Фарфель, Г.А.Жиделева. Способ извлечения йода из природных рассолов.