DE102005048789A1

DE102005048789A1 - Recovery of iodine comprises treating an aqueous solution containing iodo-organic compound in presence of oxidizing agent to form an elementary iodine, supplying a ozone gas into the solution and separating the solution

Info

Publication number: DE102005048789A1
Application number: DE200510048789
Authority: DE
Inventors: Alfons Prof. Dr.-Ing. Vogelpohl; Soo-Myung Dr.-Ing. Kim; Maria Dr.-Ing. Nagel; Bernd Dipl.-Ing. Fitzke
Original assignee: Technocon GmbH
Current assignee: Technocon GmbH
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-04-19

Abstract

Recovery of iodine from iodo-organic compounds comprises chemically treating an aqueous solution containing iodo-organic compound in a reactor for the formation of an elementary iodine in the presence of an oxidizing agent, supplying a gas into the aqueous solution for separating the elementary iodine from the gas current and separating the solution, where the gas is a gas containing ozone.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückgewinnung von elementarem Jod aus jodorganischen Verbindungen, bei welchem eine die jodorganischen Verbindungen enthaltende wäßrige Lösung in einem Reaktor zur Bildung von elementarem Jod in Gegenwart eines Oxidationsmittels chemisch behandelt wird, bei welchem durch die wäßrige Lösung ein Gas hindurchgeführt wird und bei welchem das elementare Jod aus dem aus der Lösung austretenden Gasstrom abgetrennt wird ( DE 199 01 550 C1 ).The invention relates to a process for the recovery of elemental iodine from organo-iodine compounds in which an aqueous solution containing the organo-iodine compounds is chemically treated in a reactor for the formation of elemental iodine in the presence of an oxidizing agent in which a gas is passed through the aqueous solution and in which the elemental iodine is separated from the gas stream leaving the solution ( DE 199 01 550 C1 ).

Jod ist ein wichtiges Element für die Herstellung neuer Produkte. Hauptsächliche Verwendungsgebiete von Jod und Jod-Verbindungen sind Katalysatoren bei der Gummiherstellung, Stabilisatoren für Nylon und Polyvinylchlorid, Tinten-Farbstoffe, Pharmazeutika, Desinfektionsmittel, Photographie und Nahrungsmittelzusatz. Die Weltproduktion von Jod betrug im Jahre 2003 etwa 21.000 t. Jod steht hinsichtlich seiner Häufigkeit in der Erdrinde an 70. Stelle. Es hat somit zwar ein großes Einsatzspektrum, zählt gleichzeitig aber zu den seltenen Elementen.iodine is an important element for the production of new products. Main uses of iodine and iodine compounds are catalysts in rubber production, Stabilizers for nylon and polyvinyl chloride, ink dyes, pharmaceuticals, disinfectants, Photography and food supplement. The world production of iodine was in the year 2003 about 21.000 t. Iodine is about its frequency in the earth's crust at 70th place. It thus has a wide range of uses, counts at the same time but to the rare elements.

Viele jodorganische Verbindungen gelangen heutzutage in die Umwelt, ohne aufgefangen zu werden. In Deutschland werden beispielsweise in der Radiologie im Gesundheitswesen jährlich etwa 216 t des Elementes Jod in Form von jodierten Röntgenkontrastmitteln eingesetzt, die den Körper der Patienten unverändert durchlaufen und ins Abwasser gelangen. Die dabei betroffenen jodierten Benzoesäuren sind langzeitstabil. Sie werden weder biologisch abgebaut noch adsorbieren sie an Partikel. Solche Abwässer verschmutzen die Umwelt langfristig. Das darin enthaltende Jod ist verloren. Eine Rückgewinnung von elementarem Jod aus aufgefangenen Teilströmen, die jodorganische Verbindungen enthalten, ist daher in ökologischer und ökonomischer Hinsicht anzustreben. Entsprechende Verfahren sind bekannt und beispielsweise in der DE 42 36 724 A1 und in der DE 197 02 814 A1 sowie in der JP 1-201002 A (patent abstracts of Japan, C-652, Nov. 1989, Vol. 13, No. 501) beschrieben.Many organo-iodine compounds are released into the environment today without being caught. In Germany, for example, radiology in the healthcare sector annually uses about 216 t of the element iodine in the form of iodinated contrast media, which pass through the patient's body unchanged and enter the wastewater. The affected iodinated benzoic acids are long-term stable. They are neither biodegraded nor adsorbed to particles. Such wastewater pollutes the environment in the long term. The iodine contained in it is lost. A recovery of elemental iodine from trapped streams containing iodine organic compounds is therefore desirable in ecological and economic terms. Corresponding methods are known and, for example in the DE 42 36 724 A1 and in the DE 197 02 814 A1 and in JP 1-201002 A (patent abstracts of Japan, C-652, Nov. 1989, Vol. 13, No. 501).

Aus der eingangs erwähnten DE 199 01 550 C1 geht ein Verfahren zur Rückgewinnung von elementarem Jod hervor, bei welchem eine jodorganische Verbindungen enthaltende wäßrige Lösung in einem Reaktor in Gegenwart eines Oxidationsmittels chemisch behandelt wird. In die wäßrige Lösung wird Gas eingeführt und das elementare Jod wird aus dem aus der Lösung austretenden Gasstrom abgetrennt. Während der Oxidation im Reaktor wird die Lösung mit ultraviolettem Licht bestrahlt. Dieses Verfahren hat sich in der Praxis bewährt. Seine Anwendung kann aber bei höher konzentrierten oder trüben oder gefärbten Abwässern zu unbefriedigenden Ergebnissen führen.From the above-mentioned DE 199 01 550 C1 discloses a process for the recovery of elemental iodine, wherein an aqueous solution containing organo-iodine compounds is chemically treated in a reactor in the presence of an oxidizing agent. Gas is introduced into the aqueous solution and the elemental iodine is separated from the gas stream leaving the solution. During oxidation in the reactor, the solution is irradiated with ultraviolet light. This method has proven itself in practice. However, its use can lead to unsatisfactory results in highly concentrated or cloudy or colored wastewater.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren derart weiterzubilden, daß es auch bei höher konzentrierten oder trüben oder gefärbten Abwässern mit Erfolg eingesetzt werden kann.Of the Invention is based on the object described at the outset Further develop processes such that it is concentrated even at higher or cloudy or colored wastewater can be used successfully.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Lösung bei der Oxidation im Reaktor als Gas ein ozonhaltiges Gas zugeführt wird.These Task is according to the invention solved by that the solution in the oxidation in the reactor as gas an ozone-containing gas is supplied.

Dieses Verfahren ist nicht nur für die Behandlung für die eingangs erwähnten, mit jodierten Röntgenkontrastmitteln belasteten Abwässer, sondern besonders für den Einsatz bei höher konzentrierten Abwässern geeignet, wie Prozesswässer, separierte Teilströme aus medizinischen Einrichten und Urin. Durch das Ozon, welches der wäßrigen Lösung mit dem Gasstrom zugeführt wird, erfolgt eine oxidative Abspaltung der Jodatome vom organischen Restmolekül zu elementarem Jod, welches durch das zugeführte Gas von der wäßrigen Phase abgetrennt und aufgefangen wird. Die Reaktion verläuft sehr selektiv, so daß die Abwassermatrix und die Anwesenheit anderer Abwasserinhaltsstoffe keinen erheblichen Einfluß auf die Effektivität der Reaktion haben. Da elementares Jod eine geringe Wasserlöslichkeit und eine hohe Flüchtigkeit aufweist, wird die Abtrennung des Jods von der wäßrigen Phase allein durch das zugeführte ozonhaltige Gas (Strippung) erreicht. Das mit dem Gasstrom zugeführte Ozon wird bei der Reaktion im Reaktor verbraucht. Das Verfahren benötigt keine Hilfsstoffe, die eine Verschmutzung der wäßrigen Phase bewirken könnten oder in einer zusätzlichen Verfahrensstufe abgetrennt werden müssen. Es erlaubt eine milde Reaktionsführung unter üblichen Umgebungsbedingungen. Das elementare Jod liegt in nur einer Stufe ohne zusätzliche Abtrennungsschritte in der wäßrigen Phase vor. Es wird in dieser Stufe durch Zufuhr des Gases aus der wäßrigen Phase entfernt. Das Verfahren ermöglicht somit auch einen einfachen Aufbau und eine einfache Prozeßführung. Der Einsatz von Strahlungsquellen oder Katalysatoren ist nicht notwendig. Dadurch ist beispielsweise auch eine dezentrale Anwendung des Verfahrens in Großkliniken möglich. Aufgrund der sehr selektiven Reaktion der Jodabspaltung ist der Oxidationsmittelverbrauch auch bei erhöhter Konzentration anderer oxidierbarer Kohlenwasserstoffe gering. Durch die Behandlung wird das Abwasser gleichzeitig entkeimt. Die biologische Abbaubarkeit von in der Lösung verbleibenden Verbindungen wird verbessert.This Procedure is not just for the treatment for the aforementioned, with iodinated X-ray contrast agents contaminated wastewater, but especially for the use at higher concentrated wastewater suitable, such as process waters, separated partial flows from medical furnishings and urine. By the ozone, which the aqueous solution with fed to the gas stream is carried out, an oxidative cleavage of iodine atoms from the organic residue to elemental Iodine which is supplied by the Gas from the aqueous phase is separated and caught. The reaction is very good selectively, so that the Wastewater matrix and the presence of other wastewater ingredients no significant influence the effectiveness to have the reaction. Because elemental iodine has a low water solubility and a high volatility Separation of the iodine from the aqueous phase is carried out solely by the supplied ozone-containing Gas (stripping) reached. The ozone supplied with the gas stream is consumed in the reaction in the reactor. The procedure does not need any Excipients that could cause contamination of the aqueous phase, or in an additional Process stage must be separated. It allows a mild Reaction under usual Environmental conditions. The elemental iodine is in just one step without additional separation steps in the aqueous phase in front. It is at this stage by supplying the gas from the aqueous phase away. The method thus allows also a simple structure and a simple process control. Of the Use of radiation sources or catalysts is not necessary. As a result, for example, a decentralized application of the method in large hospitals possible. Due to the very selective reaction of iodine cleavage is the Oxidizing agent consumption even with increased concentration of others oxidizable hydrocarbons low. Through the treatment will the wastewater is sterilized at the same time. The biodegradability from in the solution remaining connections is improved.

Gas im Sinne der Erfindung kann in üblicher Technik beispielsweise Luft oder technischer Sauerstoff sein. Zusätzlich zum Ozon können der Lösung weitere geeignete Oxidationsmittel, wie z. B. Wasserstoffperoxid, Sauerstoff, Chlor oder Hypochlorit, zugegeben werden.Gas in the context of the invention can be used in conventional Technology such as air or technical oxygen. In addition to ozone, the solution may contain other suitable oxidizing agents, such as. As hydrogen peroxide, oxygen, chlorine or hypochlorite may be added.

Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Anordnung zur Durchführung des Verfahrens als Ausführungsbeispiel erläutert.The Method according to the invention is based on a in the drawing schematically illustrated arrangement for carrying out the method as an exemplary embodiment explained.

Einem Reaktor 1 wird über einen Zulauf 2 entsprechend dem Pfeil 3 eine wäßrige Lösung zugeführt, die jodorganische Verbindungen in hoher Konzentration enthält. In Bodennähe des Reaktors 1 ist in demselben eine Begasungseinrichtung 4 angeordnet, mittels derer entsprechend dem Pfeil 5 ein ozonhaltiges Gas in den Reaktor 1 eingeführt und durch die darin enthaltene Lösung hindurchgeführt wird. Der Ozongehalt des zugeführten Gases soll möglichst hoch sein und beispielsweise bei 12 Gew. % O₃ liegen, bezogen auf das Gewicht des eingesetzten Gases. Im Reaktor 1 finden eine Abspaltung von in der Lösung organisch gebundenem Jod, eine Oxidation zu elementarem Jod sowie der Austrag des elementaren Jods durch den zugeführten Gasstrom statt. Die Lösung wird nach der Begasung über einen Ablauf 6 abgeleitet. Der Gasstrom verläßt den Reaktor 1 als Abluft über einen Ausgang 7.A reactor 1 will have a feed 2 according to the arrow 3 supplied an aqueous solution containing iodine-organic compounds in high concentration. Near the bottom of the reactor 1 is in the same a gassing device 4 arranged by means of which according to the arrow 5 an ozone-containing gas in the reactor 1 introduced and passed through the solution contained therein. The ozone content of the supplied gas should be as high as possible and, for example, at 12 wt.% O ₃ , based on the weight of the gas used. In the reactor 1 find a splitting of in the solution organically bound iodine, oxidation to elemental iodine and the discharge of elemental iodine by the supplied gas stream instead. The solution becomes after the fumigation over a course 6 derived. The gas stream leaves the reactor 1 as exhaust air via an outlet 7 ,

Die Lösung (Pfeil 3) kann dem Reaktor 1 wahlweise kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführt werden. Sie kann im Zulauf 2 gleichzeitig mit einem Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid, vermischt werden, was durch den Pfeil 8 angedeutet ist.The solution (arrow 3 ) can the reactor 1 optionally be fed continuously or discontinuously. She can be in the inflow 2 simultaneously mixed with an oxidizing agent, such as hydrogen peroxide, as indicated by the arrow 8th is indicated.

Wie schon in der eingangs erwähnten DE 199 01 550 C1 beschrieben, kann das Jod durch Resublimation aus dem Gasstrom gewonnen werden. Dazu wird der Gasstrom einer Resublimationsstufe 9 zugeführt. Das im Gas enthaltene Jod geht durch Abkühlung unmittelbar in den festen Zustand über, ohne zu kondensieren. Es setzt sich in Form von festen Kristallen an den gekühlten Wandungen der Resublimationsstufe 9 ab und kann dort als Feststoff entnommen werden. Durch die Resublimation kann eine sehr hohe Reinheit des gewonnenen Jods erzielt werden, da im Gasstrom mitgeführte Verunreinigungen nicht sublimieren. Das Abgas verläßt die Resublimationsstufe 9 entsprechend dem Pfeil 10. Es kann direkt an die Umgebung abgegeben werden.As already mentioned in the beginning DE 199 01 550 C1 described, the iodine can be obtained by resublimation from the gas stream. For this purpose, the gas stream of a Resublimationsstufe 9 fed. The iodine contained in the gas passes directly into the solid state by cooling, without condense. It settles in the form of solid crystals on the cooled walls of the resublimation stage 9 from and can be removed there as a solid. By resublimation, a very high purity of the recovered iodine can be achieved because impurities entrained in the gas stream do not sublime. The exhaust leaves the Resublimationsstufe 9 according to the arrow 10 , It can be delivered directly to the environment.

Andere Methoden zur Gewinnung des Jods aus dem Gasstrom sind ebenfalls in der DE 199 01 550 C1 erwähnt. Das gilt auch für die Möglichkeit zur Rückführung des Jods in Jodid, das häufig beispielsweise als Ausgangssubstanz für jodhaltige Pharmazeutika, Nahrungsmittelzusätze und Desinfektionsmittel benötigt wird.Other methods for recovering the iodine from the gas stream are also in the DE 199 01 550 C1 mentioned. This also applies to the possibility of recycling the iodine to iodide, which is often needed, for example, as a starting material for iodine-containing pharmaceuticals, food additives and disinfectants.

Claims

A process for the recovery of elemental iodine from organo-iodine compounds in which an aqueous solution containing the organo-iodine compounds is chemically treated in a reactor for the formation of elemental iodine in the presence of an oxidizing agent in which a gas is passed through the aqueous solution and in which the elemental iodine Iodine is separated from the gas stream leaving the solution, characterized in that the solution in the oxidation in the reactor as gas is supplied to an ozone-containing gas.

Method according to claim 1, characterized in that that the solution at least one additional oxidizing agent is added in the reactor, preferably hydrogen peroxide.