RU2060929C1

RU2060929C1 - Method for extraction of bromine and iodine from solutions

Info

Publication number: RU2060929C1
Application number: RU93034317A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Самойлов; В.П. Исупов
Original assignee: Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН; Самойлов Юрий Михайлович; Исупов Виталий Петрович
Priority date: 1993-07-11
Filing date: 1993-07-11
Publication date: 1996-05-27

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: molecular iodine in tributyl phosphate is proposed as extracting agent for extraction of iodine and bromine. Secondary extraction is carried out with the help of compounds of iodine. To extract bromine secondary extraction is carried out with the help of aqueous solutions of iodides. To extract iodine thus obtained organic phase is treated by reduces. EFFECT: improves efficiency of method. 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии извлечения иода и брома из растворов и может быть использовано для их получения, например, из природных рассолов и сточных вод. The invention relates to a technology for the extraction of iodine and bromine from solutions and can be used to obtain them, for example, from natural brines and wastewater.

Известные способы получения иода и брома из водных растворов связаны с окислением иодидов и бромидов различными окислителями (хлором, гипохлоритом, нитритом натрия и др.) до элементарного состояния, десорбцией галогенов из растворов паром или воздухом, а также их поглощением на активированном угле или анионнообменной смоле с последующей регенерацией сорбентов растворами восстановителей и с дальнейшей переработкой галогенидов на их соединения [1]
Недостатки этих способов сложность технологии и значительные затраты химических реагентов, тепла и электроэнергии.Known methods for producing iodine and bromine from aqueous solutions are associated with the oxidation of iodides and bromides by various oxidizing agents (chlorine, hypochlorite, sodium nitrite, etc.) to an elementary state, desorption of halogens from solutions by steam or air, as well as their absorption on activated carbon or anion exchange resin with subsequent regeneration of sorbents with solutions of reducing agents and with further processing of halides into their compounds [1]
The disadvantages of these methods are the complexity of the technology and the significant cost of chemicals, heat and electricity.

Известен способ извлечения брома и иода из природных рассолов в виде галогенидов экстракцией алкилфосфатом или карбоксилатом четвертичного аммониевого основания в органическом растворителе толуоле [2]
Недостатки прототипа следующие: затрудненная экстракция галогенидов из разбавленных водных растворов, трудности при реэкстракции иодида, использование пожароопасного толуола (t_{восплам.} 4,4^оС).A known method of extracting bromine and iodine from natural brines in the form of halides by extraction with a quaternary ammonium alkyl phosphate or carboxylate in an organic solvent toluene [2]
The disadvantages of the prototype are as follows: difficult extraction of halides from dilute aqueous solutions, difficulties in re-extraction of iodide, the use of flammable toluene (t _ignition. 4.4 ^about C).

Цель изобретения обеспечение возможности высокой степени извлечения иодида и бромида из разбавленных водных растворов и рассолов, снижение пожароопасности технологического процесса. The purpose of the invention is the possibility of a high degree of extraction of iodide and bromide from dilute aqueous solutions and brines, reducing the fire hazard of the process.

Цель достигается использованием в качестве экстрагента раствора иода в трибутилфосфате. The goal is achieved using a solution of iodine in tributyl phosphate as an extractant.

Для реэкстракции бромида органическую фазу контактируют с раствором, содержащим иодид-ион, при этом иодид вытесняет из экстракта бромид-ион, который переходит в водный раствор, откуда известными способами его перерабатывают на бром и его соединения. To reextract bromide, the organic phase is contacted with a solution containing iodide ion, while the iodide displaces the bromide ion from the extract, which passes into an aqueous solution, from where it is converted into bromine and its compounds by known methods.

Реэкстракцию иодида и регенерацию экстракта осуществляют следующим образом. Reextraction of iodide and regeneration of the extract is as follows.

Часть экстракта, содержащего иодид-ион, обрабатывают водным раствором восстановителя (сульфит натрия, тиосульфат натрия и др.), при этом весь иод (в виде I₂ и I^-) переходит в водную фазу в виде иодида, из которого получают иод и его соединения, а органическая фаза чистый ТБФ направляется в голову экстракционного цикла. Другая часть экстракта обрабатывается раствором окислителя (нитрит, соль Fe³⁺, Н₂О₂ и т.д.), при этом иодид в экстракте окисляется до молекулярного иода, остающегося в ТБФ, который объединяют с регенерированным чистым ТБФ и направляют на экстракцию галогенидов.A part of the extract containing iodide ion is treated with an aqueous solution of a reducing agent (sodium sulfite, sodium thiosulfate, etc.), while all iodine (in the form of I ₂ and I ^- ) passes into the aqueous phase in the form of an iodide, from which iodide and its compounds, and the organic phase of pure TBP is sent to the head of the extraction cycle. Another part of the extract is treated with an oxidizing solution (nitrite, Fe ³⁺ salt, Н ₂ О ₂ , etc.), while the iodide in the extract is oxidized to molecular iodine remaining in TBP, which is combined with the regenerated pure TBP and sent to the extraction of halides .

Влияние концентрации хлорида кальция на экстракцию галогенидов 0,1 М раствором I₂ в ТБФ при O:B 1:1 и времени контакта 10 мин приведено в таблице. Исходные концентрации галогенидов равны 0,05 г-экв/л.The effect of the concentration of calcium chloride on the extraction of halides with a 0.1 M solution of I ₂ in TBP at O: B 1: 1 and a contact time of 10 min is shown in the table. The initial concentration of halides is 0.05 g-eq / L.

По известному способу коэффициенты распределения галогенидв и степени их извлечения при экстракции из разбавленных водных растворов на порядок и более ниже. According to the known method, the distribution coefficients of halides and the degree of their extraction during extraction from dilute aqueous solutions are an order of magnitude or more lower.

П р и м е р 1. Исходные водные растворы, содержащие 2 моль/л CaCl₂ и разные количества Br^-, г/л 1;2;4 и 8 обрабатывают 0,1 М I₂ в ТБФ при массовом соотношении органической и водной фаз O:B 1:1 и времени контакта 10 мин.PRI me R 1. The initial aqueous solutions containing 2 mol / l CaCl ₂ and different amounts of Br ^- , g / l 1; 2; 4 and 8 are treated with 0.1 M I ₂ in TBP at a mass ratio of organic and aqueous phases O: B 1: 1 and contact time 10 min.

Получают водную фазу, содержащую Br^-, г/л: 0,23; 0,6; 1,37; 4,3, и органическую фазу: 0,77; 1,4; 2,7 и 3,7 г/л Br^- соответственно, коэффициенты распределения Br^- равны: 3,4; 2,34; 2,0 и 0,86 соответственно (степень извлечения: 77; 70; 67,5; 46,3% за одну ступень).Get the aqueous phase containing Br ^- , g / l: 0.23; 0.6; 1.37; 4.3, and the organic phase: 0.77; 1.4; 2.7 and 3.7 g / l Br ^- respectively, the distribution coefficients of Br ^- are: 3.4; 2.34; 2.0 and 0.86, respectively (degree of extraction: 77; 70; 67.5; 46.3% in one step).

Для реэкстракции бромида органическую фазу, содержащую 0,1 М I₂ и 1,4 г/л Br^- (0,018 М), полученную выше, обрабатывают 0,018 М водным раствором иодида натрия при O:B 1:1.To reextract bromide, an organic phase containing 0.1 M I ₂ and 1.4 g / L Br ^- (0.018 M), obtained above, is treated with a 0.018 M aqueous solution of sodium iodide at O: B 1: 1.

Концентрация бромида в водной фазе после обработки 1,33 г/л. The concentration of bromide in the aqueous phase after processing 1.33 g / L.

Степень реэкстракции бромида в водную фазу составляет 95%
П р и м е р 2. Исходный водный раствор: 6,35 г/л I^- и 1М CaCl₂ встряхивают в течение 10 мин при O:B 1:1 с 0,1 М раствором I₂ в ТБФ. Полученную органическую фазу (I $\binom{-}{o}$ 6,3 г/л) в количестве 1/3 ее объема реэкстрагируют водным раствором сульфита натрия, при этом 95% всего иода (в виде I_2(o) и I $\binom{-}{o}$ ) переходит в водный раствор. Оставшиеся 2/3 экстракта (по объему) обрабатывают водным раствором окислителя (нитрит натрия, перекись, водорода, соли Fe³⁺), при этом иодид- ион в органической фазе количественно превращается в молекулярный иод.The degree of re-extraction of bromide in the aqueous phase is 95%
PRI me R 2. The initial aqueous solution: 6.35 g / l I ^- and 1M CaCl ₂ shake for 10 min at O: B 1: 1 with a 0.1 M solution of I ₂ in TBP. The resulting organic phase (I $\binom{-}{o}$ 6.3 g / l) in an amount of 1/3 of its volume is re-extracted with an aqueous solution of sodium sulfite, while 95% of the total iodine (in the form of I _{2 (o)} and I $\binom{-}{o}$ ) goes into an aqueous solution. The remaining 2/3 of the extract (by volume) is treated with an aqueous solution of an oxidizing agent (sodium nitrite, peroxide, hydrogen, Fe ³⁺ salts), while the iodide ion in the organic phase is quantitatively converted into molecular iodine.

П р и м е р 3. Исходные водные растворы (1 моль/л CaCl₂), содержащие I^-, г/л: 0,064; 0,127; 0,635; 1,27 контактируют с 0,1 М I₂ в ТБФ при O:B 1:10 в течение 10 мин.PRI me R 3. The initial aqueous solutions (1 mol / l CaCl ₂ ) containing I ^- , g / l: 0,064; 0.127; 0.635; 1.27 contact with 0.1 M I ₂ in TBP at O: B 1:10 for 10 minutes

Степень извлечения иодида составляет 98; 97; 93; 71,7% соответственно. The degree of extraction of iodide is 98; 97; 93; 71.7%, respectively.

После проведения реэкстракции водным раствором сульфита натрия и регенерации раствором окислителя (например, нитрита натрия) при O:B 10:1 степень концентрирования иодида достигает величины 100. After reextraction with an aqueous solution of sodium sulfite and regeneration with a solution of an oxidizing agent (for example, sodium nitrite) at O: B 10: 1, the degree of concentration of iodide reaches 100.

Таким образом, использование растворов молекулярного иода в трибутилфосфате позволяет полностью извлечь иод и бром из водной фазы с различной концентрацией солей и разделить их, так как β _I _/ _Br находятся в пределах 50-100 и более.Thus, the use of solutions of molecular iodine in tributyl phosphate makes it possible to completely extract iodine and bromine from the aqueous phase with different salt concentrations and separate them, since β _I _/ _Br are in the range of 50-100 or more.

Claims

The method of extraction of bromine and iodine from solutions, including their treatment with an extractant in an organic solvent and subsequent reextraction, characterized in that the treatment is carried out with a solution of molecular iodine in tributyl phosphate, and the reextraction is carried out in the case of bromine extraction with an aqueous solution of iodide, and in the case of iodine extraction with an aqueous solution of a reducing agent .