способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод

Формула изобретения

1. Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, включающий обработку указанных вод соляной кислотой для нейтрализации щелочи и извлечение из них йода, отличающийся тем, что после извлечения йода воды, обедненные по содержанию йода, последовательно подвергают первоначальному упариванию до плотности 1150-1170 кг/м³, обработку газообразным хлором ведут с образованием в водах растворенной соли йода в йодатной форме, и повторному упариванию до плотности 1180-1210 кг/м³ , обеспечивающему кристаллизацию хлорида натрия и йодата натрия, которые отделяют от вод, обедненных по содержанию хлора, натрия и йода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воды возвращают на стадию повторного упаривания после отделения кристаллизованных хлорида натрия и йодата натрия, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после отделения кристаллизованных хлорида натрия и йодата натрия воды, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода, подвергают электролизу с получением преимущественно гипохлорита натрия или элементарного хлора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается технологии переработки природного гидроминерального сырья, а точнее относится к способу комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод.

Способ найдет применение при утилизации отработанных природных йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, обедненных по содержанию йода.

Продукты, полученные по этому способу в дальнейшем могут найти применение после соответствующей переработки в производстве пищевой поваренной соли, обогащенной ионами йода, при изготовлении природных лечебных средств, питьевых столовых вод и солей, используемых для бальнеологических процедур. Известен способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, обеспечивающий в процессе переработки получение реагентов, необходимых для осуществления этого способа (патент РФ 2163572, кл. С 02 F 1/72, 27.02.2001), согласно которому осуществляют нейтрализацию щелочи, содержащейся в исходных йодобромсодержащих натрийхлоридных водах, затем осуществляют подкисление под соляной кислотой и извлечение из них йода путем последовательного его окисления, десорбции, кристаллизации и отделения кристаллического йода от маточных вод. После извлечения йода воды далее подвергают концентрированию и электролизу с получением соляной кислоты и гипохлорида, которые требуются для указанной переработки исходных вод.

Известный способ обеспечивает образование, помимо кристаллического йода, продуктов, предназначенных для получения в дальнейшем, например, сухого пищевого льда, пищевой соли, утяжелителей, используемых при бурении газовых скважин. Наиболее близким аналогом изобретения является способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, известный из патента РФ 2132819, кл. С 02 F 1/72, 10.07.1999, включающий нейтрализацию щелочи, содержащейся в исходных водах, обработку вод соляной кислотой и извлечение йода.

Задачей способа согласно изобретению является расширение ассортимента получаемых природных продуктов, обеспечение их высокого качества в условиях сохранения экологической обстановки в прилегающих к производству территориях.

Эта задача решается путем комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод способом, включающим обработку указанных вод соляной кислотой для нейтрализации щелочи, содержащейся в исходных водах, и извлечение из них йода, при котором, согласно изобретению, после извлечения йода воды, обедненные по содержанию йода, последовательно подвергают первоначальному упариванию до плотности 1150-1170 кг/м, обработке газообразным хлором с образованием в водах растворенной соли йода в йодатной форме, и повторному упариванию до плотности 1180-1210 кг/м ³, обеспечивающему кристаллизацию хлорида натрия и йодата натрия, которые отделяют от вод, обедненных по содержанию хлора, натрия и йода.

Заявляемый способ позволяет утилизировать йодобромсодержащие натрийхлоридные воды после отделения из них кристаллического йода и получать из них йодированную соль хлорида натрия, содержащую йод в количестве не менее 0,5 г/кг, а также раствор, состав которого позволяет использовать его, в дальнейшем при соответствующей обработке, например, для получения природного лечебного средства, столовой питьевой воды, лечебных бальнеологических ванн. Для повышения содержания йода в получаемой йодированной соли, целесообразно, согласно изобретению, после отделения кристаллизованных хлорида натрия и йодата натрия, воды, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода, возвращать на стадию повторного упаривания.

Согласно изобретению, целесообразно после отделения кристаллизованных хлорида натрия и йодата натрия, воды, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода, подвергать электролизу с получением преимущественно гипохлорита натрия или элементарного хлора, которые являются конечными продуктами переработки исходных вод.

Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания способа переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод.

Природные высокоминерализованные йодобромсодержащие натрийхлоридные воды подвергают переработке для получения продуктов на основе йода, брома, натрия и хлора.

Природные йодобромсодержащие натрийхлоридные воды обрабатывают соляной кислотой для нейтрализации щелочи, содержащейся в исходных природных водах, и для их подкисления. Затем по известной технологии осуществляют извлечение из указанных природных вод йода путем последовательного его окисления, десорбции, кристаллизации и отделения кристаллического йода от маточных вод.

Далее, согласно изобретению, отработанные, то есть оставшиеся после отделения кристаллического йода йодобромсодержащие натрийхлоридные воды, то есть воды, обедненные по содержанию йода, имеющие плотность, как правило, около 1031 кг/м³ , подвергают первоначальному упариванию до уменьшения объема примерно в пять раз, то есть до плотности 1150-1170 кг/м ³, при этом происходит концентрирование, содержащегося, в частности, в водах природного соединения хлористого натрия (NaCl).

Затем упаренные воды подвергают обработке газообразным хлором, при этом протекают, в основном, следующие химические реакции.

NaJ+Cl₂+Н₂O=NaJO₃ +HCl

NaBr+Cl₂=Br₂+NaCl

Как видно из уравнений, при этом в полученном концентрате образуются соли йода в йодатной форме (NaJO₃) и свободный бром (Br₂), который можно извлекать известным методом десорбции.

Далее, после извлечения брома осуществляют повторное упаривание до плотности 1180-1210 кг/м³, обеспечивающей кристаллизацию содержащегося в водах природного соединения хлористого натрия (NaCl), а также образованного, как указано выше, йодата натрия, то есть образование кристаллов йодированной соли хлорида натрия, содержащей йод в количестве около 0,5 г/кг.

Далее воды подвергают, как указано выше, повторному упариванию до плотности 1180-1210 кг/м³ с образованием кристаллов йодированной соли хлорида натрия, более концентрированной по содержанию хлорида натрия и йодата натрия. Согласно изобретению для повышения содержания йода в получаемой йодированной соли хлорида натрия, целесообразно, после отделения кристаллов хлорида натрия и йодата натрия, воды, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода и, возможно, солей магния, возвращать на стадию повторного упаривания. Образованные при проведении повторного упаривания кристаллы хлорида натрия и йодата натрия далее осаждают в кристаллизаторе и отделяют от вод фильтрацией. Получаемая йодированная соль хлорида натрия имеет ионный состав, зависящий от состава исходных йодобромсодержащих натрийхлоридных вод. В качестве примера можно привести следующий ионный состав получаемой йодированной соли хлорида натрия, %:

Cl^- - 59,098,

Na⁺ - 38,426,

Са²⁺ - 0,010,

Mg²⁺ - 0,060,

К⁺ - 0,063,

НСО₃ ^- - 0,215,

СО₃ ^2-- 0,121,

Br ^- - 0,092,

I^- - 0,019.

После отделения кристаллов хлорида натрия и йодата натрия воды можно подвергнуть электролизу, используя, например, плотность тока 500 А, с получением преимущественно гипохлорита натрия или элементарного хлора.

Природные минерализованные воды после выделения из них кристаллического йода и кристаллов хлорида натрия и йодата натрия имеют состав, зависящий от состава исходных йодобромсодержащих натрийхлоридных вод. В качестве примера можно назвать следующие компоненты, присутствующие в составе вод после выделения из них кристаллического йода и кристаллов хлорида натрия и йодата натрия, г/л:

Cl ^- - 187,75,

НСО₃ ^- - 1,23,

СО₃ ^2- - 6,05,

Br^- - до 5,0,

I^- - до 180,0.

Усредненный состав природных минерализованных вод после выделения из них кристаллического йода и кристаллов хлорида натрия и йодата натрия, так как это предлагается в настоящем изобретении, позволяет использовать их в дальнейшем после соответствующей переработки при изготовлении природного лечебного средства или для получения столовой питьевой воды или лечебных бальнеологических ванн.

Для получения сухой соли, насыщенной природными микроэлементами, которая также может быть в дальнейшем использована для приготовления бальнеологических ванн, после отделения кристаллов хлорида натрия и йодата натрия воды подвергают дальнейшему упариванию до сухого остатка.

Таким образом, заявляемый способ позволяет утилизировать йодобромсодержащие натрийхлоридные воды после отделения из них йода, и получать из них йодированную соль хлорида натрия, содержащую йод в количестве не менее 0,5 г/кг; природный раствор, состав которого позволяет использовать его в дальнейшем после соответствующей переработки, например, для получения природного лечебного средства, столовой питьевой воды, лечебных бальнеологических ванн; а также гипохлорит натрия, бром или элементарный хлор.

Заявляемый способ переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод позволяет расширить ассортимент получаемых природных продуктов и при этом обеспечивает их высокое качество в условиях сохранения экологической обстановки в прилегающих к производству территориях благодаря отсутствию отходов переработки.