RU2132819C1 - Способ комплексной переработки гидроминерального сырья - Google Patents
Способ комплексной переработки гидроминерального сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2132819C1 RU2132819C1 RU97116076A RU97116076A RU2132819C1 RU 2132819 C1 RU2132819 C1 RU 2132819C1 RU 97116076 A RU97116076 A RU 97116076A RU 97116076 A RU97116076 A RU 97116076A RU 2132819 C1 RU2132819 C1 RU 2132819C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iodine
- bromine
- water
- sodium chloride
- concentration
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 41
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 17
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 17
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 19
- KURZCZMGELAPSV-UHFFFAOYSA-N [Br].[I] Chemical compound [Br].[I] KURZCZMGELAPSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 5
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 2
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 abstract description 35
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 11
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 bicarbonate sodium chloride iodide-bromine Chemical compound 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- BSURNBPIYYGUGJ-UHFFFAOYSA-N Br(=O)(=O)O.Br Chemical compound Br(=O)(=O)O.Br BSURNBPIYYGUGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SKISFHRYSVMDOB-UHFFFAOYSA-N I.I(=O)(=O)O Chemical compound I.I(=O)(=O)O SKISFHRYSVMDOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- MSHGUOVUKKWSOX-UHFFFAOYSA-M [I+].[O-][I](=O)=O Chemical compound [I+].[O-][I](=O)=O MSHGUOVUKKWSOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229940006460 bromide ion Drugs 0.000 description 1
- 150000001649 bromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical compound [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940006461 iodide ion Drugs 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- SRWFBFUYENBCGF-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrochloride Chemical compound [Na+].Cl.[Cl-] SRWFBFUYENBCGF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области комплексной переработки подземных натрийхлоридных вод, в частности йодобромсодержащих. Предложена технология комплексного использования подземного йодобромсодержащего сырья с коэффициентом извлечения, близким к 100%, заключающаяся в том, что йодобромсодержащая натрийхлоридная вода очищается и предварительно концентрируется с получением дистиллята, йод и бром извлекается из концентрированного рассола, из кристаллизационного раствора извлекается хлористый натрий и конденсат. С целью предотвращения накипеобразования в опреснительных аппаратах, достижения качества дистиллята и поваренной соли предварительное концентрирование осуществляют в 6 раз и в качестве химических реагентов применяют соединения хлора и натрия. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к способу переработки гидроминерального сырья, в частности бикарбонатных натрийхлоридных йодобромсодержащиx вод.
В природе широко распространены подземные многокомпонентные растворы солей, в которых основным компонентом (до 90% от суммы солей) является хлористый натрий [1] . Воды, как правило, являются щелочными, содержат незначительное количество бикарбонатов щелочноземельных элементов, а концентрация брома и йода позволяет организовать их промышленное извлечение. Известно, что значительная часть йодобромных предприятий, добывающих подземное гидроминеральное сырье для переработки его с целью получения йода и брома, не перерабатывает отработанные воды на предмет извлечения других компонентов, особенно таких как хлористый натрий, вода. Сброс отработанных вод йодобромных заводов на примере СНГ составляет до 100 км3 в год, эти рассолы сбрасываются частью в р. Каму, закачиваются в подземные горизонты (меньшая доля), сбрасываются в пески Кара-Кумов и Каспийское море. Масштабы такой деятельности стран СНГ носит угрожающий характер для окружающей среды.
В современных условиях полное эффективное извлечение практически всех компонентов йодобромсодержащей воды, в т.ч. воды, хлористого натрия, является как экономической, так и экологической задачей.
Идея комплексной переработки минерализованной воды не нова [2] и, как правило, заключается в концентрировании солевых многокомпонентных растворов до перенасыщения основного компонента, в частности хлористого натрия, с последующим извлечением из концентрированного рассола других микрокомпонентов: йод, бром, соли щелочноземельных элементов.
Исходя из поставленной задачи - необходимости получения того или иного комплекса продуктов - процесс комплексной переработки может быть осуществлен в следующих направлениях:
- получение поваренной соли из минерализованных рассолов, где концентрирование осуществляется в основном известными методами: использование солнечной энергии, термическая дистилляция или в сочетании этих методов с методами электродиализа и обратного осмоса. Из маточных рассолов могут быть получены также йод, бром; после дополнительной очистки рассола может быть получена пищевая поваренная соль. При этом коэффициент извлечения ценных компонентов приближается к 0,1 - 0,15 от общей массы рассола;
- получение обессоленной воды. В этом случае предполагается концентрирование воды методом термической дистилляции, электродиализом, ультрафильтрацией, вымораживанием с получением в качестве целевого продукта обессоленной воды. Кратность концентрирования компонентов при этом составляет не более 2 и не позволяет иметь рассолы, способные организовать их промышленную переработку. В качестве примера: опреснительные установки по получению дистиллята из минерализованных вод Каспийского (Мангышлак) и Средиземного морей (страны Ближнего Востока). Степень извлечения ценных компонентов за счет получения дистиллята повышается до 0,15 - 0,20. Для всех вышеназванных способов характерно то, что не все содержащиеся в минерализованной воде микро- и макрокомпоненты извлекаются и используются. Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является переработка йодобромсодержащих растворов методом концентрирования с применением солнечной энергии [2]. Исследования по концентрированию йодобромных вод проведены на опытно-промышленной установке в Туркмении и завершились созданием комплекса технологий извлечения из рассолов практически всеx микро- и мaкрокомпонентов кроме воды. Полученный комплекс солей позволил повысить технико-экономические показатели, улучшить экологическую обстановку. К сожалению, исключение в качестве продукта основного компонента - воды - и необходимость солнечной энергии (т.е. аридного климата) делает этот способ неприемлемым для нашей страны. Таким образом, для всех известных способов комплексной переработки йодобромсодержащей воды существенным недостатком является то, что не все имеющиеся в растворе микрокомпоненты извлекаются и выпускаются в виде готового продукта. Практически в большинстве случаев при извлечении солей не используется вода, при извлечении (получении) воды солевой рассол сбрасывается как имеющий низкую непромышленную концентрацию солей. Степень использования компонентов, как правило, не превышает, таким образом, 0,15 - 0,20. Попытки повысить степень использования компонентов из рассола методом концентрирования с одновременным получением обессоленной воды (дистиллята) и солей не приводят к желаемому результату вследствие улудшения качества как солей, так и обессоленной воды.
- получение поваренной соли из минерализованных рассолов, где концентрирование осуществляется в основном известными методами: использование солнечной энергии, термическая дистилляция или в сочетании этих методов с методами электродиализа и обратного осмоса. Из маточных рассолов могут быть получены также йод, бром; после дополнительной очистки рассола может быть получена пищевая поваренная соль. При этом коэффициент извлечения ценных компонентов приближается к 0,1 - 0,15 от общей массы рассола;
- получение обессоленной воды. В этом случае предполагается концентрирование воды методом термической дистилляции, электродиализом, ультрафильтрацией, вымораживанием с получением в качестве целевого продукта обессоленной воды. Кратность концентрирования компонентов при этом составляет не более 2 и не позволяет иметь рассолы, способные организовать их промышленную переработку. В качестве примера: опреснительные установки по получению дистиллята из минерализованных вод Каспийского (Мангышлак) и Средиземного морей (страны Ближнего Востока). Степень извлечения ценных компонентов за счет получения дистиллята повышается до 0,15 - 0,20. Для всех вышеназванных способов характерно то, что не все содержащиеся в минерализованной воде микро- и макрокомпоненты извлекаются и используются. Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является переработка йодобромсодержащих растворов методом концентрирования с применением солнечной энергии [2]. Исследования по концентрированию йодобромных вод проведены на опытно-промышленной установке в Туркмении и завершились созданием комплекса технологий извлечения из рассолов практически всеx микро- и мaкрокомпонентов кроме воды. Полученный комплекс солей позволил повысить технико-экономические показатели, улучшить экологическую обстановку. К сожалению, исключение в качестве продукта основного компонента - воды - и необходимость солнечной энергии (т.е. аридного климата) делает этот способ неприемлемым для нашей страны. Таким образом, для всех известных способов комплексной переработки йодобромсодержащей воды существенным недостатком является то, что не все имеющиеся в растворе микрокомпоненты извлекаются и выпускаются в виде готового продукта. Практически в большинстве случаев при извлечении солей не используется вода, при извлечении (получении) воды солевой рассол сбрасывается как имеющий низкую непромышленную концентрацию солей. Степень использования компонентов, как правило, не превышает, таким образом, 0,15 - 0,20. Попытки повысить степень использования компонентов из рассола методом концентрирования с одновременным получением обессоленной воды (дистиллята) и солей не приводят к желаемому результату вследствие улудшения качества как солей, так и обессоленной воды.
Предметом предлагаемого изобретения является создание эффективной технологической схемы комплексной переработки йодобромсодержащей минерализованной воды на комплекс продуктов, необходимых для народного хозяйства, без отрицательного воздействия на окружающую среду.
Поставленная задача решается следующим образом:
- выбор и применение рациональной схемы концентрирования воды и рассолов (кратность, стадийность);
- рациональное сочетание и взаимоувязка процессов концентрирования, кристаллизации соли и извлечения компонентов;
- оптимальный подбор химических реагентов при осуществлении технологических процессов;
- подготовка воды и утилизация побочных продуктов с получением товарной продукции.
- выбор и применение рациональной схемы концентрирования воды и рассолов (кратность, стадийность);
- рациональное сочетание и взаимоувязка процессов концентрирования, кристаллизации соли и извлечения компонентов;
- оптимальный подбор химических реагентов при осуществлении технологических процессов;
- подготовка воды и утилизация побочных продуктов с получением товарной продукции.
Схема комплексной переработки воды выглядит следующим образом:
- добытая йодобромсодержащая вода отстаивается от механических взвесей (песок). С целью снижения концентрации щелочноземельных элементов вода подвергается аэрированию с последующим отстоем. Выпавшие в осадок карбонаты кальция, магния отделяются в гидроциклоне. Полученный осадок затем обрабатывается соляной кислотой с последующим получением раствора хлористого калия и магния с плотностью 1300 кг/м3, используемого в дальнейшем как утяжеляющая жидкость при бурении. Очищенная от основной части бикарбонатов щелочноземельных элементов вода направляется на концентрирование;
- концентрирование воды осуществляется в многоступенчатой вакуум-выпарной установке с добавлением антинакипина с использованием парового компрессора. Концентрирование раствора по хлоридиону осуществляется в 6 раз, при этом не происходит интенсивного накипеобразования и брызгоуноса в дистиллят;
- извлечение йода и брома осуществляется из концентрированного в 6 раз рассола перед стадией дальнейшего концентрирования с последующей кристаллизацией хлористого натрия. Для извлечения йода производится подкисление раствора соляной кислотой до pH 2 с разрушением оставшихся в растворе бикарбоната щелочноземельных металлов (натрия, кальция, магния). Подкисленная вода обрабатывается газообразным хлором, при этом происходит окисление йодида до йода свободного, затем йод из воды отдувается воздухом в десорбере с последующим поглощением паров йода из йодовоздушной смеси в абсорбере раствором гидроксида натрия. Для получения йода йодсодержащий абсорбент подкисляется соляной кислоты до pH 2, при этом кристаллы йода в силу низкой растворимости осаждаются. Осадок йода расплавляется под давлением воды, плав направляется в объемную камеру для кристаллизации в виде гранул йода. Маточные воды возвращаются на стадию отдувки йода. Свободный от йода концентрат направляется затем на стадию получения брома. Процесс извлечения брома осуществляется при обработке концентрата хлором аналогично процессу получения йода с использованием щелочи и соляной кислоты. Бром из абсорбента отгоняется острым паром, пары брома конденсируются в жидкий бром, который затем обезвоживается. Маточные растворы направляются на стадию десорбции брома, отработанный рассол нейтрализуется и передается на стадию получения пищевой соли.
- добытая йодобромсодержащая вода отстаивается от механических взвесей (песок). С целью снижения концентрации щелочноземельных элементов вода подвергается аэрированию с последующим отстоем. Выпавшие в осадок карбонаты кальция, магния отделяются в гидроциклоне. Полученный осадок затем обрабатывается соляной кислотой с последующим получением раствора хлористого калия и магния с плотностью 1300 кг/м3, используемого в дальнейшем как утяжеляющая жидкость при бурении. Очищенная от основной части бикарбонатов щелочноземельных элементов вода направляется на концентрирование;
- концентрирование воды осуществляется в многоступенчатой вакуум-выпарной установке с добавлением антинакипина с использованием парового компрессора. Концентрирование раствора по хлоридиону осуществляется в 6 раз, при этом не происходит интенсивного накипеобразования и брызгоуноса в дистиллят;
- извлечение йода и брома осуществляется из концентрированного в 6 раз рассола перед стадией дальнейшего концентрирования с последующей кристаллизацией хлористого натрия. Для извлечения йода производится подкисление раствора соляной кислотой до pH 2 с разрушением оставшихся в растворе бикарбоната щелочноземельных металлов (натрия, кальция, магния). Подкисленная вода обрабатывается газообразным хлором, при этом происходит окисление йодида до йода свободного, затем йод из воды отдувается воздухом в десорбере с последующим поглощением паров йода из йодовоздушной смеси в абсорбере раствором гидроксида натрия. Для получения йода йодсодержащий абсорбент подкисляется соляной кислоты до pH 2, при этом кристаллы йода в силу низкой растворимости осаждаются. Осадок йода расплавляется под давлением воды, плав направляется в объемную камеру для кристаллизации в виде гранул йода. Маточные воды возвращаются на стадию отдувки йода. Свободный от йода концентрат направляется затем на стадию получения брома. Процесс извлечения брома осуществляется при обработке концентрата хлором аналогично процессу получения йода с использованием щелочи и соляной кислоты. Бром из абсорбента отгоняется острым паром, пары брома конденсируются в жидкий бром, который затем обезвоживается. Маточные растворы направляются на стадию десорбции брома, отработанный рассол нейтрализуется и передается на стадию получения пищевой соли.
- раствор хлористого натрия после извлечения йода и брома подвергается концентрированию с последующей кристаллизацией в одноступенчатом выпарном аппарате; с целью снижения расходов по пару применено термокомпремирование. Из упаренного рассола до 90% кристаллизуемого хлористого натрия получается в виде пищевой соли высшего класса "Экстра", соль, оставшаяся в виде маточного рассола, используется как утяжеляющая жидкость.
Элементами новизны в предлагаемом изобретении является следующее:
- разрыв технологической схемы концентрирования йодобромсодержащих вод до кристаллизации хлористого натрия на 2 этапа концентрирования:
- 6-кратное и затем 2-, 3-кратное концентрирование с включением между ними стадии переработки рассола на йод и бром, причем кратность концентрирования на первом этапе устанавливается не более 6;
- химические реагенты, применяемые для подкисления, окисления, нейтрализации воды и концентратов, соответствуют классу соединений, получаемых при электролизе растворов хлористого натрия (хлор, каустик, соляная кислота);
- для предочистки воды от бикарбонатов щелочноземельных металлов используются физические методы: аэрирование, отстой, фильтрация;
- все побочные продукты утилизируются с применением щелочи и соляной кислоты.
- разрыв технологической схемы концентрирования йодобромсодержащих вод до кристаллизации хлористого натрия на 2 этапа концентрирования:
- 6-кратное и затем 2-, 3-кратное концентрирование с включением между ними стадии переработки рассола на йод и бром, причем кратность концентрирования на первом этапе устанавливается не более 6;
- химические реагенты, применяемые для подкисления, окисления, нейтрализации воды и концентратов, соответствуют классу соединений, получаемых при электролизе растворов хлористого натрия (хлор, каустик, соляная кислота);
- для предочистки воды от бикарбонатов щелочноземельных металлов используются физические методы: аэрирование, отстой, фильтрация;
- все побочные продукты утилизируются с применением щелочи и соляной кислоты.
Преимущества предлагаемого способа комплексной переработки йодобромсодержащей воды заключаются в следующем:
- при осуществлении предочистки исходной йодобромсодержащей воды резко улучшаются условия по предотвращению накипеобразования на 1-м этапе концентрирования при кратности до 6, что ведет к снижению расходных норм по пару и увеличению цикла работоспособности выпарных систем;
- выбранная кратность концентрирования на 1-м этапе позволяет получать качественный дистиллят, соответствующий ГОСТ 6709-72, а в концентрированном рассоле (концентрате) созданы промышленные концентрации йода и брома (150 и 450 г/м3 соответственно);
- разрыв стадии концентрирования на 2 этапа с включением между ними технологической схемы извлечения йода и брома способствует значительному улучшения условий концентрирования на 2-м этапе, т.к. при обработке концентрата после 1-го этапа оставшиеся бикарбонаты щелочноземельных элементов разрушаются при добавлении соляной кислоты, вследствие чего накипеобразование на 2-м этапе отсутствует. Кроме того, извлечение брома исключает соосаждение бромидов с кристаллизуемым хлористым натрием после 2-го этапа концентрирования;
- степень извлечения ценных компонентов из исходной йодобромсодержащей воды возрастает до 0,95 за счет извлечения солей и дистиллята, тем самым, несмотря на некоторые энергетические затраты, резко возрастает экономическая эффективность процесса, рентабельность составляет 78%. Окупаемость - 3,66 года, о чем свидетельствуют данные в табл. 2 на примере переработки 6000 м3/сутки йодобромсодержащей воды Тобольского месторождения.
- при осуществлении предочистки исходной йодобромсодержащей воды резко улучшаются условия по предотвращению накипеобразования на 1-м этапе концентрирования при кратности до 6, что ведет к снижению расходных норм по пару и увеличению цикла работоспособности выпарных систем;
- выбранная кратность концентрирования на 1-м этапе позволяет получать качественный дистиллят, соответствующий ГОСТ 6709-72, а в концентрированном рассоле (концентрате) созданы промышленные концентрации йода и брома (150 и 450 г/м3 соответственно);
- разрыв стадии концентрирования на 2 этапа с включением между ними технологической схемы извлечения йода и брома способствует значительному улучшения условий концентрирования на 2-м этапе, т.к. при обработке концентрата после 1-го этапа оставшиеся бикарбонаты щелочноземельных элементов разрушаются при добавлении соляной кислоты, вследствие чего накипеобразование на 2-м этапе отсутствует. Кроме того, извлечение брома исключает соосаждение бромидов с кристаллизуемым хлористым натрием после 2-го этапа концентрирования;
- степень извлечения ценных компонентов из исходной йодобромсодержащей воды возрастает до 0,95 за счет извлечения солей и дистиллята, тем самым, несмотря на некоторые энергетические затраты, резко возрастает экономическая эффективность процесса, рентабельность составляет 78%. Окупаемость - 3,66 года, о чем свидетельствуют данные в табл. 2 на примере переработки 6000 м3/сутки йодобромсодержащей воды Тобольского месторождения.
Таким образом, заявленное изобретение, реализация которого позволяет практически полностью переработать йодобромсодержащую воду на дистиллят, поваренную соль, йод и бром и другие компоненты, не имеет аналогов в сравнении с известными в патентной и научно-технической литературе методами, для которых характерно, как правило, неполное извлечение компонентов.
Пример. Промышленная подземная йодсодержащая вода в количестве 250 м3/ч и составом, приведенном в табл. 1, подается на узел предочистки с целью снижения содержания бикарбонатов и механических примесей. Вода в течение 4 ч проходит через систему емкостей, в которых осуществляется аэрирование воды при подаче 250 м3 воздуха в 1 ч. Образовавшаяся и выпадающая в осадок суспензия бикарбонатов щелочноземельных элементов отделяется на гидроциклоне. Осадок в количестве 230 кг/ч в пересчете на 100%-ный карбонат направляется для обработки соляной кислотой, в результате чего получается для обработки соляной кислотой, в результате чего получается утяжеляющая жидкость плотностью 1.300 кг/м3 в количестве 0,48 м3/ч.
Очищенная вода в количестве 250 м3/ч направляется на концентрирование в 6 раз на дистилляционных опреснительных установках. Технологическая схема концентрирования аналогична процессам, применяемым в низкотемпературных горизонтально-трубчатых тонкопленочных испарителях и конденсаторах. Поступающая в многоступенчатый модуль очищенная вода в количестве 250 м3 в 1 ч подается в первый корпус, охлаждающая вода направляется в оконечный конденсатор, где происходит конденсация пара, поступающего из последнего корпуса, и отбор остаточного тепла при одновременном нагреве охлаждающей воды. С целью снижения расходов по пару используется возврат части парового потока в термокомпрессор для термокомпремирования и возвращения обратно в процесс. С целью исключения накипеобразования предусмотрена дополнительная обработка соляной кислоты до остаточного содержания бикарбонат-иона в воде до 0,01 г/л и добавка антинакипина в количестве 0,5 кг/ч. Полученный дистиллят требуемого качества в количестве 208 м3/ч направляется потребителям, концентрат после упаривания в количестве 42,0 м3/ч и плотность 1.070 кг/м3 (см. табл. 1) направляется на переработку для извлечения йода и брома. Концентрат предварительно подкисляется соляной кислотой до pH 2 для разрушения бикарбонатов и обрабатывается газообразным хлором для перевода иодид-иона в иод свободный при достижении редокспотенциала 490 мВ. Иод из концентрата отдувается воздухом в десорбере, загруженном массообменной насадкой, при подаче концентрата в верхнюю часть десорбера в противотоке к воздуху, нагнетаемым в нижнюю часть десорбера. Иод из йодовоздушной смеси поглощается в абсорбере, загруженном массообменной насадкой, раствором гидроксида натрия с образованием концентрированного по йоду (120 г/л) йодид-йодатного раствора. Для выделения йода-сырца йодид-йодатный раствор подкисляется соляной кислотой до pH 2, выделившиеся кристаллы йода в количестве 5,8 кг/ч отделяются; йод-сырец затем подвергается плавке с сублимацией с получением готового йода, соответствующего требованиям ГОСТ 4159-79 в количестве 45 т/год. Часть йода направляется на приготовление 5%-ной йодной настойки. Маточник, содержащий небольшое количество йода и хлористый натрий, направляются для подкисления. Солевой концентрат после извлечения направляется на установку извлечения брома. Рассол обрабатывается газообразным хлором до достижения редокспотенциала 980 мВ, при этом бромид-ион переводится в бром молекулярный. Отдувка брома из рассола и поглощение брома из бромовоздушной смеси осуществляется аналогично технологии йода только с получением бромид-броматрого раствора. Жидкий бром получается при подкислении бромид-броматного раствора до pH 2, после чего осуществляют перегонку его паром при 95oC. Пары брома конденсируются, жидкий бром отделяется от воды, направляется на осушку методом дистилляции. Производится 135 т брома в год, качество удовлетворяет требованиям ГОСТ 456-76. Сбросной рассол после извлечения брома в количестве 43,0 м3/ч (табл. 1) нейтрализуется раствором гидроксида натрия до pH 7 и направляется на дальнейшее концентрирование с целью получения хлористого натрия. Концентрат подогревается с помощью технологического конденсата и направляется в циркуляционный контур вакуум-выпарного аппарата, где происходит одновременно упаривание: испарение жидкости и осаждение с ростом кристаллов хлористого натрия. Кристаллы осаждаются и промываются в декантационном отделении циркуляционного контура и после этого поступают в центрифугу на промывку и обезвоживание. Влажные кристаллы хлористого натрия, обработанные раствором йодистого калия, поступают на сушилку, после чего расфасовываются и упаковываются. Готовый продукт в количестве 30.000 т/год соответствует требованиям ГОСТ 13830-91 cорт "Экстра" йодированная. Маточный рассол плотностью 1150 кг/м3 в количестве 3,7 м3/ч направляется на утилизацию. Конденсат в количестве 35,6 м3/ч, или 284800 м3/год может быть использован на технические нужды.
Таким образом (см. табл. 1), при подаче на установку комплексной переработки сырья в количестве 2.024.000 т/год получено, т/год:
Дистиллят - 1650000
Конденсат - 284800
Хлористый натрий сорта "Экстра" - 30000
Бром - 135
Йод - 45
Степень использования сырья составляет 97%.
Дистиллят - 1650000
Конденсат - 284800
Хлористый натрий сорта "Экстра" - 30000
Бром - 135
Йод - 45
Степень использования сырья составляет 97%.
Предложенная схема переработки йодобромсодержащего сырья позволяет наряду с экологической безопасностью получить значительную экономическую эффективность (табл. 2).
Cписок литературы
1. Кудельский Л.В. Гидрология, гидрохимия йода. Геохимия, формирование и распространение йодобромных вод.- Минск: Наука и Техника, 1970.
1. Кудельский Л.В. Гидрология, гидрохимия йода. Геохимия, формирование и распространение йодобромных вод.- Минск: Наука и Техника, 1970.
2. Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С., Химия и технология брома, йода и их соединений. - М.: Химия, 1995, с. 121-175.
Claims (4)
1. Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод с получением дистиллята, пищевой соли, брома и йода, включающий предварительное 6-кратное упаривание йодобромсодержащей воды, извлечение из концентрированного рассола йода и брома с использованием химических реагентов, последующее концентрирование рассола с кристаллизацией пищевой соли.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед предварительным упариванием воду подвергают аэрированию при объемном соотношении 1 : 1 и отделяют выпавшие карбонаты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при извлечении йода и брома в качестве химических реагентов используют хлор, соляную кислоту и гидроксид натрия.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что выпавшие карбонаты перерабатываются на утяжеляющие жидкости с плотностью 1200 - 1300 кг/м3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116076A RU2132819C1 (ru) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Способ комплексной переработки гидроминерального сырья |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116076A RU2132819C1 (ru) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Способ комплексной переработки гидроминерального сырья |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2132819C1 true RU2132819C1 (ru) | 1999-07-10 |
| RU97116076A RU97116076A (ru) | 1999-07-20 |
Family
ID=20197516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97116076A RU2132819C1 (ru) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Способ комплексной переработки гидроминерального сырья |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2132819C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2163572C1 (ru) * | 2000-06-30 | 2001-02-27 | Талановский Владимир Федорович | Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод |
| RU2186721C2 (ru) * | 1999-12-20 | 2002-08-10 | Российский научный центр "Прикладная химия" | Способ извлечения йода из буровых вод |
| RU2211188C1 (ru) * | 2002-06-24 | 2003-08-27 | Талановский Владимир Федорович | Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод |
| US20230069167A1 (en) * | 2019-12-27 | 2023-03-02 | Toho Earthtech, Inc. | Method for co-producing iodine and salt |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2088525C1 (ru) * | 1995-08-01 | 1997-08-27 | Акционерное общество "Карбон" | Способ получения поваренной соли |
-
1997
- 1997-09-18 RU RU97116076A patent/RU2132819C1/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2088525C1 (ru) * | 1995-08-01 | 1997-08-27 | Акционерное общество "Карбон" | Способ получения поваренной соли |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ксензенко В.И. и др. Химия и технология брома, йода и их соединений. - М.: Химия, 1979, с.57. * |
| Позин М.Е. Технология минеральных солей. - ГНТИ химической литературы, 1961, с.36. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2186721C2 (ru) * | 1999-12-20 | 2002-08-10 | Российский научный центр "Прикладная химия" | Способ извлечения йода из буровых вод |
| RU2163572C1 (ru) * | 2000-06-30 | 2001-02-27 | Талановский Владимир Федорович | Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод |
| RU2211188C1 (ru) * | 2002-06-24 | 2003-08-27 | Талановский Владимир Федорович | Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод |
| RU2277513C2 (ru) * | 2002-06-24 | 2006-06-10 | Париченко Александр Валентинович | Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод |
| US20230069167A1 (en) * | 2019-12-27 | 2023-03-02 | Toho Earthtech, Inc. | Method for co-producing iodine and salt |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4180547A (en) | Process for recovery of chemicals from saline water | |
| US3350292A (en) | Utilization of saline water | |
| US4036749A (en) | Purification of saline water | |
| US5283054A (en) | Process for producing sodium salts from brines of sodium ores | |
| US4560812A (en) | Recovery of glycerine from saline waters | |
| RU2176218C2 (ru) | Способ получения сульфата калия и сульфата натрия (варианты) | |
| CN106630349A (zh) | 含盐废水中盐的分离及结晶资源化工艺及其专用设备 | |
| WO2001028958A1 (en) | Crystallisation of materials from aqueous solutions | |
| GB2395946A (en) | Extracting sodium chloride from seawater, using nanofiltration | |
| CN109231632A (zh) | 一种高矿化度矿井水回用及资源化利用的处理方法及系统 | |
| US11634348B2 (en) | System and method for treating hydrocarbon-containing feed streams | |
| RU2553982C2 (ru) | Рециркуляция воды в производственном процессе получения меламина | |
| US12011680B2 (en) | Mineral recovery from concentrated brines | |
| Dastgerdi et al. | A new zero-liquid-discharge brine concentrator using a cascaded fluidised bed ice slurry generator | |
| WO2000007945A1 (en) | Method for processing mineralised water | |
| RU2132819C1 (ru) | Способ комплексной переработки гидроминерального сырья | |
| CN112794344B (zh) | 一种从抗生素废水中提纯硫酸钠的方法 | |
| US6758977B2 (en) | Purification of phosphoric acid plant pond water | |
| CN100347104C (zh) | 环氧树脂含盐废水的处理及盐的回收方法 | |
| WO2018052767A1 (en) | Method for producing potassium sulfate from potassium chloride and sulfuric acid | |
| CN113860995B (zh) | 生产乙草胺产出废液的回收处理工艺及处理装置 | |
| CN111153539A (zh) | 一种含有机物的高盐废水的分盐结晶系统和工艺 | |
| CN115448333A (zh) | 维生素c生产过程中高盐废水联产回收工艺 | |
| RU2105717C1 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
| US20090057240A1 (en) | Process for electrolytic production of chlorine products and byproducts |