PL63328B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 10.XI.1971 63328 KI. 12 i, 7/14 MKP C 01 b, 7/14 UKD 661.471 Wspóltwórcy wynalazku: Ignacy Kubinski, Iwona Lipinska Wlasciciel patentu: Centralne Laboratorium Kopalnych Surowców Che¬ micznych, Machów k/Tarnobrzega (Polska) Sposób otrzymywania jodu z solanek wglebnych Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia jodu z solanek wglebnych. Solanki wglebne, wystepujace w poludniowych rejonach Polski," uwa¬ zane sa za bogate zródlo jodu, gdyz zawieraja oko¬ lo 0,1 g/dm3jodków. 5 W celu wyodrebnienia jodu wykorzystuje sie zwy¬ kle duza róznice pomiedzy wlasciwosciami jodu elementarnego a wlasciwosciami zwiazków innych pierwiastków, wystepujacych w solance. Pierwszym etapem produkcji jodu jest zakwaszenie solanki i utlenianie za pomoca chloru jodków do jodu ele¬ mentarnego. Celem zakwaszania jest 'zapobiezenie dysproporcjonowaniu powstalego jodu do jodków i jodanów, które zachodzi w srodowisku slabo kwasnym lub alkalicznym.Wydzielanie jodu z solanki prowadzi sie albo przez wydmuchiwanie powietrzem, albo przez ad¬ sorpcje na substancjach powierzchniowo czynnych.Ten drugi sposób znalazl szersze zastosowanie. Jod bardzo dobrze adsorbuje sie na niektórych sorben¬ tach. Np. filtrujac solanke z rozpuszczonym w niej jodem przez pewne gatunki wegla aktywowanego, osiagnac mozna .stezenie rzedu 1 kg jodu na 1 kg wegla.Proces adsorpcji jodu prowadzi sie metoda pól- ciagla. Wegiel podzielony jest na porcje, umiesz¬ czone w osobnych pojemnikach. Jod elementarny rozpuszczony w solance adsorbuje sie na weglu, przeplywajac kolejno przez pojemniki. Nasycenie 30 10 15 20 25 wegla jodem maleje wzdluz drogi solanki. Co pe¬ wien czas wycofuje sie z ciagu pierwsza, najbar¬ dziej nasycona jodem, porcje wegla. Na koniec ciagu wlacza sie wówczas nowa porcje wegla, który poprzednio poddany byl procesowi desorpcji.Znanych jest kilka sposobów deisorpcji jodu z we¬ gla. Najczesciej stosuje sie desorpcje alkaliczna.Polega ona na wprowadzeniu wegla z jodem do roztworu wodorotlenku sodowego. W srodowisku alkalicznym jod dysproporcjonuje na jodki i joda¬ ny, które przechodza do roztworu.Calkowite oddzielenie od wegla wytworzonego w ten sposób roztworu jodków i jodanów jest proce¬ sem dosc trudnym. Zaadsorbowany przez wegiel roztwór usunac mozna tylko przez wielokrotne plu¬ kanie. Aby przy tym uniknac wytworzenia duzej ilosci rozcienczonych popluczyn, roztwory sluzace do plukania przechowuje sie w osobnych zbiorni¬ kach i stosuje kilkakrotnie. Ostatnie plukanie we¬ gla po desorpcji wykonuje sie czysta woda. Kon¬ cowym zabiegiem, jakiemu poddawany jest wegiel po desorpcji, jest neutralizacja resztek wodorotlen¬ ku sodowego i zakwaszanie. Tak spreparowany we¬ giel wraca do cyklu adsorpcji. Roztwór, który slu¬ zyl do jego zakwaszania, dodaje sie do solanki, wykorzystujac w ten sposób zawarte w nim kwasy.Do alkalicznego roztworu po desorpcji, zawieraja¬ cego jodki i jodany, dodaje sie kolejno kwasu i utleniacza. W srodowisku kwasnym, w wyniku re- 63 32863 328 10 15 20 akcji pomiedzy jodkami i jodanami, powstaje wol¬ ny jod. Ze wzgledu na nadmiar jodków, obecnosc których zwieksza rozpuszczalnosc jodu, jod pozo¬ staje w roztworze. Utleniaczem jest zwykle, doda¬ wany do roztworu w suchej postaci, chloran pota¬ sowy. Utlenia on pozostale jodki do jodu i wówczas prawie caly jod osadza sie na dnie naczynia. Zde- kantowany znad osadu kwasny roztwór sluzy do zakwaszania solanki. Jod filtruje sie od resztek roz¬ tworu, prasuje i otrzymuje sie w ten sposób ga¬ tunki handlowe jodu.Stwierdzono, ze powyzszy, powszechnie stosowa¬ ny sposób otrzymywania jodu mozna znacznie uproscic, jezeli do desorpcji jodu z wegla aktywne¬ go zastosuje sie dwutlenek siarki. Dwutlenek siarki doprowadza sie do roztworu, w którym zanurzony jest wegiel z zaadsorbowanym jodem. Jod reduku¬ je sie do jodowodoru a dwutlenek siarki utlenia sie, przy czym powstaje kwas siarkowy. Szybkosc tej reakcji jest wieksza od szybkosci rozpuszczania jodu w wodorotlenku sodowym. Dwutlenek siarki mozna dozowac z duza szybkoscia bez obawy ucho¬ dzenia go z roztworu.Po przeprowadzeniu jodu zaadsorbowanego na weglu w jodowodór wegiel oddziela sie od roztwo¬ ru i plucze kilkakrotnie, uzywajac do tego, analo¬ gicznie jak przy metodzie alkalicznej, roztworów powstalych przez przemywanie uprzednio desor- bowanych porcji wegla oraz roztworu uzyskanego po dekantacji znad jodu. Ostatnie plukanie pro¬ wadzi sie czysta woda a nastepnie wlacza wegiel do cyklu adsorpcji (bez koniecznosci zakwaszania, gdyz wszystkie te operacje prowadzi sie w srodo¬ wisku kwasnym). Najbardziej stezone popluczyny sluza jako roztwór, w którym saturuje sie na¬ stepna z "kolei desorbowana porcje wegla.Ze stezonego roztworu jodowodoru, odfiltrowane¬ go od wegla, odzyskuje sie jod w znany sposób przez chlorowanie. Jodowodór utlenia sie do jodu a chlor przechodzi w chlorowodór. Gazowy chlor dobrze rozpuszcza sie w roztworze jodowodoru i szybko reaguje. W rezultacie otrzymuje sie roz¬ twór zawierajacy kwas solny i siarkowy, oraz szyb¬ ko sedymentujacy jod elementarny. Po dekantacji, filtracji i prasowaniu otrzymuje sie handlowe ga¬ tunki jodu. Jest on czystszy od wyprodukowanego metoda alkaliczna, poniewaz nie zawiera jonów sodowych. Prasuje sie on i filtruje lepiej od jodu otrzymanego metoda alkaliczna.Dzieki uzyciu dwutlenku siarki do desorpcji jodu z wegla produkcja jodu sposobem wedlug wynalaz¬ ku jest tansza i mniej pracochlonna niz inne me¬ tody. Unika sie stosowania drogich reagentów jak: wodorotlenek sodowy, chloran potasowy, kwas sol¬ ny lub siarkowy. Eliminuje sie koniecznosc neu¬ tralizacji wodorotlenku sodowego w roztworze po desorpcji i w weglu po desorpcji, oraz koniecznosc budowy aparatury odpornej na podwyzszone tem¬ peratury, które powstaja przy neutralizacji lugu kwasem.Stosujac sposób wedlug wynalazku, mozna pro¬ dukowac jod róznymi metodami, dostosowanymi dó skladu surowca, jakosci sorbenta itp. Ponizszy przy¬ klad wyjasnia blizej sposób wedlug wynalazku. 65 Przy k l a d. Jako surowiec zastosowano solan¬ ke wydobyta z odwiertu powstalego przy wierce¬ niach poszukiwawczych nafty. 25 30 35 40 50 55 60 olanka ta zawierala: jodków bromków chlorków kwasnych weglanów sodu wapnia magnezu baru zelaza €,104 g/dm3 0,174 „ 121,6 0,09 74,0 2,9 1,5 0,14 0,02 » y , , , , Taka solanke rozbryzgiwano na powietrzu celem utlenienia zawartych w niej jonów zelazawych do zelazowych, nastepnie filtrowano przez przepusz¬ czanie przez warstwe zwiru celem oddzielenia osadu uwodnionych tlenków zelaza, zakwaszano do pH = 3 kwasnym roztworem uzyskanym po desorpcji i chlorowaniu porcji wegla sposobem wedlug wyna¬ lazku i chlorowano doprowadzajac do solanki roz¬ dzielony na drobne pecherzyki chlor w ilosci 0,035 kg chloru na 1 m3 solanki, w celu przepro¬ wadzenia jodków w wolny jod. Solanke z rozpusz¬ czonym w niej wolnym jodem filtrowano przez wegiel aktywny, gatunek „Adsorpcyjny N" tak, ze na 1 m3/h solanki bylo w adsorberach 340 kg we¬ gla, podzielonego na 10 równych porcji.Porcje wegla, umieszczona w pierwszym adsor- berze znajdujacym sie na drodze solanki, wycofano z procesu adsorpcji, kiedy zloze adsorpcyjne wyka¬ zywalo nastepujacy sklad: wegla aktywowanego jodu wody Razem — 45°/o — 22% — 33% — 100% Zlote to wprowadzono do zbiornika z mieszadlem i zalano roztworem o pH = 1, zawierajacym jod.Roztwór ten otrzymano w wyniku plukania porcji •wegla woda, po uprzednim zdesoribowaniu z niego jodu sposobem wedlug wynalazku. Na 1 kg wegla przypadalo 4 dm3 kwasnego roztworu.Po uruchomieniu mieszadla rozpoczeto dozowa¬ nie dwutlenku siarki, który pobierany byl z butli stalowej z szybkoscia 0,04 kg na dm3 roztworu na godzine. Saturacje prowadzono do momentu, kie¬ dy ilosc zuzytego dwutlenku siarki wynosila 0,27 kg na 1 kg wegla.Po saturacji roztwór odfiltrowano od wegla. We¬ giel 3-krotnie plukano, uzywajac do plukania roz¬ tworów, które uzyskiwano przy plukaniu poprzed¬ nio desorbowanych porcji wegla i które gromadzo¬ no w zbiornikach magazynowych. Czwarte pluka¬ nie przeprowadzono roztworem, który zawieral 1 g/dm3 w przeliczeniu na chlor substancji utlenia¬ jacych w postaci wolnego chloru i jodu, uzyskanym po dekantacji znad jodu. W plukaniu tym usunie¬ to wiec resztki dwutlenku siarki które pozostaly na weglu. Ostatnie plukanie przeprowadzono czysta woda.5 Po tych zabiegach uzyskano zregenerowane we¬ glowe zloze adsorpcyjne o skladzie: wegla aktywowanego — 57% jodu — 3% wody — 40% Razem — 100% Zloze to wprowadzono do kolejnego cyklu ad¬ sorpcji jodu z solanki. Roztwór po saturacji zawie¬ ral 122 g/dni8 jodowotioru. Roztwór ten chlorowano z szybkoscia 0,02 kg chloru na 1 dm8 roztworu na godzine. Wydzielony jod szybko sedymentowal na dno naczynia. Zdekantowany znad jodu roztwór magazynowano w celu wykorzystania go do wymy¬ wania dwutlenku siarki z porcji wegla, która w na¬ stepnej kolejnosci byla desorbowana. Po takim wy¬ korzystaniu, zawartych w tym roztworze utleniaczy, roztwór wraz z zawartymi w nim kwasami skie¬ rowano do zakwaszania solanki z której otrzymano jod. (328 6 Wyprodukowany jod po filtracji i prasowaniu za¬ wieral : jodu — 97,5 % popiolu — 0,3 % 5 zwiazków organicznych — 0,04% PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania jodu z solanek wgleb¬ nych przez zakwaszenie solanki, utlenianie zawar- 10 tych w niej jodków do jodu elementarnego chlo¬ rem, adsorpcje jodu na weglu aktywowanym i je¬ go kolejna desorpcje, znamienny tym, ze jod zaad- sorbowany na weglu desorbuje sie dwutlenkiem siarki, a z uzylsfcanego przy tym roztworu jodo- 15 wodoru wydziela jod w znany sposób przez utlenia¬ nie elementarnym chlorem.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kwasny roztwór uzyskany po desorpcji i chlorowa¬ niu zawraca sie do zakwaszania surowca jodonos- 20 nego. PL PL