UA73684C2 - A method for producing the crystalline iodine and an apparatus for realizing the same - Google Patents
A method for producing the crystalline iodine and an apparatus for realizing the same Download PDFInfo
- Publication number
- UA73684C2 UA73684C2 UA2004032106A UA2004032106A UA73684C2 UA 73684 C2 UA73684 C2 UA 73684C2 UA 2004032106 A UA2004032106 A UA 2004032106A UA 2004032106 A UA2004032106 A UA 2004032106A UA 73684 C2 UA73684 C2 UA 73684C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- iodine
- paste
- sublimation
- vapors
- condenser
- Prior art date
Links
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 193
- 239000011630 iodine Substances 0.000 title claims abstract description 193
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 193
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims abstract description 29
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 20
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000012797 qualification Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000002496 iodine Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 8
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 abstract 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 abstract 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 16
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- -1 polymethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до способів одержання кристалічного йоду реактивних кваліфікацій і може бути 2 використаний для виробництва йоду з висококонцентрованих розчинів, що містять в собі йод техногенного походження, або з йодних концентратів, одержуваних при переробці природних вод, що містять в своєму складі йод.The invention relates to methods of obtaining crystalline iodine of reactive qualifications and can be used for the production of iodine from highly concentrated solutions containing iodine of man-made origin, or from iodine concentrates obtained during the processing of natural waters containing iodine in their composition.
Відомий спосіб одержання кристалічного йоду реактивних кваліфікацій з йоду, одержуваного з виробничих йодних концентратів, шляхом плавки його під шаром сірчаної кислоти при 120-1502С, дроблення остигнувшого плаву, промивання водою для видалення сірчаної кислоти та сушки |В.И. Ксензенко, Д.С. Стасиневич. Химия и технология брома, йода и их соединений. М., "Химия", 1995г., 356-357с.|. Основні недоліки способу полягають у необхідності використання великої кількості сірчаної кислоти (2-3т на ї1т йоду), великих втратах йоду з відпрацьованою кислотою, низькій якості готового продукту, через наявність у ньому сульфатів, тяжких умовах праці, внаслідок прямого контакту персоналу з йодом і наявності інших небезпечних факторів (концентрована т сірчана кислота при високих температурах).A known method of obtaining crystalline iodine of reactive qualifications from iodine obtained from industrial iodine concentrates by melting it under a layer of sulfuric acid at 120-1502C, crushing the cooled melt, washing with water to remove sulfuric acid and drying |V.I. Ksenzenko, D.S. Stasynevich. Chemistry and technology of bromine, iodine and their compounds. M., "Chemistry", 1995, pp. 356-357.| The main disadvantages of the method are the need to use a large amount of sulfuric acid (2-3t per 1t of iodine), large losses of iodine with spent acid, low quality of the finished product due to the presence of sulfates in it, difficult working conditions, due to direct contact of personnel with iodine and the presence other dangerous factors (concentrated sulfuric acid at high temperatures).
Відомий спосіб одержання кристалічного йоду реактивних кваліфікацій сублімацією в потоці газу-носія, який полягає в тім, що через йод, який знаходиться у випарнику продувається газ-носій, переважно повітря, нагріте до температури 1114-4002, при цьому кількість газу-носія і його швидкість вибираються так, щоб насичений парами йоду газ-носій на виході з випарника мав температуру нижче температури плавлення йоду (90-1102С) 720 (Патент ПНР, Моб68017, МКИ СО187/14). Загальною ознакою даного способу з пропонованим є очищення йоду методом сублімації і подача газу-носія у випарник. Недоліком способу є висока температура (300-350 2С) ведення процесу, що викликає необхідність пошуку спеціальних стійких матеріалів, тому що загальнодоступні хімічно нестійкі в йоді (титан), не витримують механічної напруги виникаючої через різницю температур сч 25 (емаль), або плавляться (фторопласт). Застосування нетрадиційних матеріалів (наприклад, сплав ніобію з танталом) для виготовлення випарника сильно здорожує очищення йоду. При температурі 90-110 2С газу-носія, (о) насиченого йодом, який виходить з випарника, рівноважна концентрація парів йоду складає 350-800г/м 3.A known method of obtaining crystalline iodine of reactive qualifications by sublimation in a stream of carrier gas, which consists in the fact that carrier gas, mainly air heated to a temperature of 1114-4002, is blown through the iodine located in the evaporator, while the amount of carrier gas and its the speed is chosen so that the carrier gas saturated with iodine vapor at the outlet of the evaporator has a temperature below the melting point of iodine (90-1102С) 720 (Poland Patent, Mob68017, MKY СО187/14). A common feature of this method with the proposed one is the purification of iodine by the sublimation method and the supply of the carrier gas to the evaporator. The disadvantage of the method is the high temperature (300-350 2С) of the process, which necessitates the search for special stable materials, because the publicly available ones are chemically unstable in iodine (titanium), cannot withstand mechanical stress arising due to temperature differences of 25 °C (enamel), or melt ( fluoroplastic). The use of non-traditional materials (for example, an alloy of niobium with tantalum) for the manufacture of an evaporator greatly increases the cost of iodine purification. At a temperature of 90-110 2С of the carrier gas, (o) saturated with iodine, which leaves the evaporator, the equilibrium concentration of iodine vapor is 350-800g/m 3.
Зазначена концентрація обмежує продуктивність способу. Збереження необхідного співвідношення кількості сублімуємого йоду і газу-носія є досить складною задачею ведення технологічного процесу, тому що згодом Це «ж 30 співвідношення буде мінятися в залежності від скорочення ефективної площі контакту газу-носія і йоду, а отже і зменшення ступеня насичення газу-носія йодом, що приведе до втрати йоду в пастці абгазів і зменшенню со виходу готового продукту. Ге)The specified concentration limits the productivity of the method. Maintaining the necessary ratio of the amount of sublimable iodine and the carrier gas is a rather difficult task of conducting the technological process, because later this ratio will change depending on the reduction of the effective contact area of the carrier gas and iodine, and therefore the decrease in the degree of saturation of the carrier gas with iodine, which will lead to the loss of iodine in the abgas trap and a decrease in the yield of the finished product. Gee)
Найбільш близьким по технічній суті і досягаемому результату до передбачуваного винаходу є спосіб одержання кристалічного йоду реактивних кваліфікацій з використанням сублімації йоду-сирцю (|В.И. Ксензенко, о 35 Д.С. Стасиневич. Химия и технология брома, йода и их соединений. М., "Химия", 1995г., 355-356с.). По цьому ча способі йод виділяють з концентратів у виді кристалів елементарного йоду, які за допомогою центрифуги або нутч-фільтра відокремлюють від маточного розчину, одержуючи так звану йод-пасту. Потім йод-пасту сушать нагрітим повітрям. Йод-сирець піддають сублімації. Сублімацію йоду проводять у спеціальних печах (випарниках), куди завантажують сталеві кювети або керамічні тиглі з йодом. Печі мають газовий обігрів. Пари « йоду, що виходять з печі, конденсуються в холодильниках (конденсаторах), виготовлених з керамічних, - с асбоцементних або фторопластових труб, охолоджуваних повітрям. У випарнику підтримують температуру вище й температури плавлення йоду (114-1802С). Процес ведуть так, щоб температура парів йоду при десублімації "» була нижче температури його плавлення (113,622), у протилежному випадку відбувається сильне налипання йоду на стінки конденсатора, тому що пари йоду в цьому випадку не десублімуються, а спочатку конденсуються з утворенням рідкого йоду, який потім кристалізується в щільну тверду масу. Видалення кристалів йоду з -і конденсатора проводять вручну з використанням спеціальних шкребків або зубила з молотком. Недоліком с даного способу є необхідність зневоднення (сушки) йод-пасти перед сублімацією, важка ручна праця при високій загазованості робочих місць на стадіях зневоднення і сублімації йоду, низька якість готового продукту і (о) великі безповоротні втрати йоду (5-1095). Для одержання йоду реактивного марки "Ч", йод доводиться іноді со 50 піддавати багаторазовій сублімації.The method of obtaining crystalline iodine of reactive qualities using the sublimation of raw iodine (V.Y. Ksenzenko, o 35 D.S. Stasynevich. Chemistry and technology of bromine, iodine and their compounds) is the closest in terms of technical essence and achievable result to the intended invention. M., "Chemistry", 1995, pp. 355-356). According to this method, iodine is isolated from concentrates in the form of elemental iodine crystals, which are separated from the mother solution with the help of a centrifuge or a notch filter, obtaining the so-called iodine paste. Then the iodine paste is dried with heated air. Raw iodine is subjected to sublimation. Sublimation of iodine is carried out in special furnaces (evaporators), where steel cuvettes or ceramic crucibles with iodine are loaded. Furnaces have gas heating. Iodine vapors leaving the furnace are condensed in refrigerators (condensers) made of ceramic, asbestos-cement or fluoroplastic pipes, cooled by air. In the evaporator, the temperature is maintained above the melting point of iodine (114-1802С). The process is carried out so that the temperature of iodine vapors during desublimation "" is below its melting temperature (113.622), in the opposite case, strong adhesion of iodine to the walls of the condenser occurs, because iodine vapors in this case do not desublimate, but first condense with the formation of liquid iodine, which then crystallizes into a dense solid mass. The removal of iodine crystals from the condenser is carried out manually using special scrapers or a chisel with a hammer. The disadvantage of this method is the need to dehydrate (dry) the iodine paste before sublimation, heavy manual labor at high levels of gas in workplaces at the stages of dehydration and sublimation of iodine, low quality of the finished product and (o) large irreversible losses of iodine (5-1095). In order to obtain reactive iodine of the "Ch" grade, iodine sometimes has to be subjected to repeated sublimation.
Задачею заявлюваного винаходу є спрощення і здешевлення технологічного процесу, поліпшення умовThe purpose of the claimed invention is to simplify and reduce the cost of the technological process, to improve the conditions
Я» праці, підвищення якості готового продукту, скорочення втрат йоду, підвищення продуктивності пристрою.I" of labor, improvement of the quality of the finished product, reduction of iodine loss, improvement of device productivity.
Заявлюваний спосіб та пристрій для його здійснення характеризується як відомими ознаками: - виділення йоду з розчинів і одержання йод-пасти; - зневоднювання йод-пасти; - сублімація йоду; о - використання випарника йоду, конденсатора йоду з приймачем готового продукту та хвостового іме) вентилятора; так і новими ознаками: 60 - зневоднювання йод-пасти проводиться за рахунок випаровування води на першому етапі процесу сублімації йоду; - добавка карбонату натрію в йод-пасту перед сублімацією в кількості що забезпечує рН конденсату води не нижче 4,0; - проведення процесу сублімації зневодненого йоду при температурі парів йоду 114-184 С і зниження 65 парціального тиску парів йоду в йодоповітряній суміші перед десублімацією за рахунок розведення повітрям до тиску нижче тиску насичених парів йоду у потрійній точці;The claimed method and device for its implementation are characterized by the following features: - isolation of iodine from solutions and preparation of iodine paste; - dehydration of iodine paste; - sublimation of iodine; o - the use of an iodine evaporator, an iodine condenser with a receiver of the finished product and a tail fan; and with new features: 60 - dehydration of iodine paste is carried out due to evaporation of water at the first stage of the iodine sublimation process; - addition of sodium carbonate to the iodine paste before sublimation in an amount that ensures the pH of the water condensate is not lower than 4.0; - carrying out the process of sublimation of dehydrated iodine at the temperature of iodine vapors of 114-184 C and reducing the partial pressure of iodine vapors in the iodine-air mixture by 65 before desublimation due to dilution with air to a pressure below the pressure of saturated iodine vapors at the triple point;
- виготовлення конденсатора йоду з еластичної плівки натягнутої на каркасі, внутрішній простір конденсатора знаходиться під розрідженням, що забезпечує виключення виходу парів йоду, при цьому приймач йоду є одночасно і тарою для готового продукту.- production of an iodine capacitor from an elastic film stretched on a frame, the internal space of the capacitor is under vacuum, which ensures the exclusion of iodine vapors, while the iodine receiver is at the same time a container for the finished product.
Виконання поставленої задачі досягається тим, що отриману при виділені з йодних концентратів та відділену від маточних розчинів йод-пасту відразу направляють на сублімацію, без попередньої сушки, зневоднення йод-пасти проводять за рахунок випаровування води на початковій стадії сублімації, перед сублімацією в йод-пасту додають невелику кількість карбонату натрію, процес сублімації зневодненого йоду ведуть при температурі йоду 114-1842С, парціальний тиск парів йоду в йодоповітряній суміші перед десублімацією 7/0 знижують нижче тиску парів йоду в потрійній точці, а сублімацію йод-пасти здійснюють на пристрої, схема якої приведена на Фіг.The achievement of the set task is achieved by the fact that the iodine paste obtained when isolated from iodine concentrates and separated from the mother solutions is immediately sent to sublimation, without prior drying, dehydration of the iodine paste is carried out due to the evaporation of water at the initial stage of sublimation, before sublimation into iodine paste a small amount of sodium carbonate is added, the process of sublimation of dehydrated iodine is carried out at an iodine temperature of 114-1842C, the partial pressure of iodine vapors in the iodine-air mixture before desublimation is reduced to 7/0 below the pressure of iodine vapors at the triple point, and the sublimation of iodine paste is carried out on the device, the diagram of which shown in Fig.
Пристрій для одержання кристалічного йоду складається з випарника 1, що представляє собою емальовану ємність із сорочкою, усередині якої знаходиться теплоносій, що розігрівається за допомогою теплоелектронагрівачів. Випарник накривається кришкою, у якій передбачені отвори для установки двох трубок: 75 одна для барботажу повітрям розплавленого йоду, інша для подачі повітря на розведення йодоповітряної суміші. Кріплення барботажної трубки передбачає можливість регулювання заглиблення її під шар рідкого йоду.The device for obtaining crystalline iodine consists of an evaporator 1, which is an enameled container with a jacket, inside which there is a heat carrier heated by thermoelectric heaters. The evaporator is covered with a lid, in which holes are provided for the installation of two tubes: 75 one for bubbling molten iodine with air, the other for supplying air for diluting the iodine-air mixture. The attachment of the bubble tube provides for the possibility of adjusting its depth under the layer of liquid iodine.
Внутрішній простір випарника за допомогою фторопластової трубки з'єднується з конденсатором 2. Конденсатор 2 являє собою каркас на який натягнута еластична стійка до йоду плівка. До нижньої частини конденсатора приєднаний приймач йоду З, що є одночасно і тарою для готового продукту. Внутрішній простір конденсатора 2о знаходиться під розрідженням, завдяки роботі хвостового вентилятора 5, з'єднаних між собою через пастку абгазів (скрубер) 4.The inner space of the evaporator is connected to condenser 2 by means of a fluoroplastic tube. Condenser 2 is a frame on which an elastic film resistant to iodine is stretched. An iodine receiver Z is attached to the lower part of the condenser, which is also a container for the finished product. The internal space of the condenser 2o is under rarefaction, due to the operation of the tail fan 5, connected to each other through the abgas trap (scrubber) 4.
Заявлюваний спосіб сублімації йоду на пристрої здійснюється таким чином. Йод-паста в кількості до 1,0-1,5 тонн завантажується в випарник 1, що являє собою емальовану ємність з сорочкою, поверх йод-пасти завантажується 8-10кг карбонату натрію. Сорочка випарника заповнена високотемпературним теплоносієм з с температурою кипіння не нижче 2502 (наприклад, поліметилсилоксаном марки ПМО-100), що нагріваєтьсяThe proposed method of iodine sublimation on the device is carried out as follows. Iodine paste in the amount of up to 1.0-1.5 tons is loaded into evaporator 1, which is an enameled container with a jacket, 8-10 kg of sodium carbonate is loaded on top of the iodine paste. The evaporator jacket is filled with a high-temperature coolant with a boiling point of at least 2502 (for example, PMO-100 polymethylsiloxane), which is heated
ТЕНами до температури 150-2002С. При нагріванні йод-пасти до температури кипіння води починається відгонка і) води. Пари води при цьому насичені парами йоду. Суміш парів води і йоду конденсується на поверхні конденсатора 2, виконаного з еластичної плівки (наприклад, з фторопласту або лакотканини на основі фторопласту і скловолокна). З поверхні конденсатора вода стікає, а кристали йоду періодично струшуються «І (шляхом легкого постукування по полімерній плівці) у приймач 3. Вода через отвір у нижній частині приймача витікає і збирається в збірнику, а йод залишається в приймачі 3, який по мірі заповнення його йодом со знімається і замінюється на новий. рН витікаючої з приймача води контролюється, щоб його значення було не (Се) вище 4,0. Отриманий вологий йод використовують для завантаження на наступній операції сублімації.Heaters up to a temperature of 150-2002C. When the iodine paste is heated to the boiling point of water, the distillation of i) water begins. At the same time, water vapor is saturated with iodine vapor. The mixture of water vapor and iodine condenses on the surface of the condenser 2, which is made of an elastic film (for example, from fluoroplastic or varnished fabric based on fluoroplastic and fiberglass). Water flows from the surface of the condenser, and iodine crystals are periodically shaken (by lightly tapping the polymer film) into receiver 3. Water flows out through the hole in the lower part of the receiver and collects in the collector, while iodine remains in receiver 3, which as it fills iodine is removed and replaced with a new one. The pH of the water flowing out of the receiver is controlled so that its value is not (Ce) higher than 4.0. The obtained wet iodine is used for loading in the next sublimation operation.
Після того, як відгонка води закінчується, а йод, що залишився у випарнику, розплавиться (практично, в о з5 залежності від кількості і вологості йод-пасти, що завантажується, це досягається через 1-2 доби), у випарник ч- 1 починають подавати повітря. Частину повітря барботують через розплав йоду (або обдувають ним поверхню розплаву йоду) для насичення його парами йоду. Іншу частину повітря подають у верхню частину випарника для розведення концентрації парів йоду. Суміш повітря і парів йоду надходить у конденсатор, де йод десублімується « на поверхні плівки і періодично струшується в приймач, що одночасно є тарою для готового продукту. Відгонка 70 сухого йоду продовжується 2-3 доби. За одну операцію одержують 0,7-1,2 тонни сухого готового продукту. - с Продуктивність пристрою 50-7Отонн/рік. а Повітря з конденсатора відсмоктується вентилятором 5 через пастку абгазів 4. За допомогою вентилятора в "» системі випарник-конденсатор підтримується невелике розрідження 2-5мм вод. ст., що виключає загазованість приміщення парами йоду.After the distillation of the water ends, and the remaining iodine in the evaporator melts (practically, in about 35%, depending on the amount and humidity of the iodine paste being loaded, this is achieved after 1-2 days), in the evaporator h-1 begin supply air Part of the air is bubbled through the iodine melt (or blown over the surface of the iodine melt) to saturate it with iodine vapors. Another part of the air is supplied to the upper part of the evaporator to dilute the concentration of iodine vapors. The mixture of air and iodine vapor enters the condenser, where iodine is desublimated on the surface of the film and is periodically shaken into the receiver, which is also a container for the finished product. Distillation of 70 dry iodine continues for 2-3 days. For one operation, 0.7-1.2 tons of dry finished product are obtained. - with Productivity of the device 50-7Otonn/year. a The air from the condenser is sucked by the fan 5 through the abgas trap 4. With the help of the fan in the evaporator-condenser system, a small rarefaction of 2-5 mm H2O is maintained, which excludes gassing of the room with iodine vapors.
Процес сублімації сухого йоду ведуть при температурі парів йоду 114-1842С. При температурі нижче 113,69 -і йод стає твердою речовиною і процес випаровування його різко сповільнюється. Температуру вище 184 сс с досягти неможливо, тому що при цій температурі в умовах атмосферного тиску йод закипає.The process of sublimation of dry iodine is carried out at a temperature of iodine vapors of 114-1842C. At a temperature below 113.69 °C, iodine becomes a solid substance and the process of its evaporation slows down dramatically. It is impossible to reach a temperature higher than 184 ss s, because iodine boils at this temperature under conditions of atmospheric pressure.
Розведення повітрям концентрації парів йоду, отриманих при барботажі повітря через розплав йоду або при б» обдуві поверхні розплаву йоду, роблять таким чином, щоб парціальний тиск парів йоду в одержаній суміші не о 50 перевищував тиску насичених парів йоду в потрійній точці (87мм рт. ст.) Б протилежному випадку при конденсації парів відбувається утворення не кристалів, а розплаву йоду, що при затвердінні перетворюється в ї» безформну масу, яка не відповідає критеріям кристалічного йоду реактивних кваліфікацій.Dilution with air of the concentration of iodine vapors obtained by bubbling air through molten iodine or by blowing the surface of molten iodine is done in such a way that the partial pressure of iodine vapors in the resulting mixture does not exceed the pressure of saturated iodine vapors at the triple point by 50 (87 mm Hg .) In the opposite case, during the condensation of vapors, not crystals are formed, but molten iodine, which upon solidification turns into a shapeless mass that does not meet the criteria of crystalline iodine reactive qualifications.
Відмінними ознаками даного винаходу від прототипу є: 1. Зневоднювання йод-пасти проводять за рахунок випаровування води на першому етапі процесу сублімаціїDistinctive features of this invention from the prototype are: 1. Dehydration of iodine paste is carried out due to evaporation of water at the first stage of the sublimation process
Йоду.Iodine
Ге! 2. Добавка карбонату натрію в йод-пасту перед сублімацією в кількості що забезпечує рН конденсату води не нижче 4,0. Якщо конденсат води буде більш кислим, то якість готового продукту знижується за рахунок ко попадання в нього кислот, що присутні у йод-пасті.Gee! 2. Addition of sodium carbonate to the iodine paste before sublimation in an amount that ensures the pH of the water condensate is not lower than 4.0. If the water condensate is more acidic, the quality of the finished product is reduced due to the acids present in the iodine paste getting into it.
З. Проведення процесу сублімації зневодненого йоду при температурі парів йоду 114-184 С і зниження 60 парціального тиску парів йоду в йодоповітряній суміші перед десублімацією за рахунок розведення повітрям до тиску нижче тиску насичених парів йоду у потрійній точці (87мм рт. ст.), що забезпечує одержання високоякісних кристалів готового продукту, які легко знімаються з поверхні конденсації. 4. Виготовлення конденсатора йоду з еластичної плівки, натягнутої на каркасі, внутрішній простір конденсатора знаходиться під розрідженням, що забезпечує виключення виходу парів йоду, при цьому приймач бо йоду є одночасно і тарою для готового продукту. Це забезпечує можливість легкого струшування кристалів йоду з охолоджуваної поверхні, полегшує умови праці, забезпечує підвищення якості готового продукту і скорочення його втрат за рахунок виключення прямого контакту персоналу з готовим продуктом, зменшення загазованості приміщення парами йоду.C. Carrying out the process of sublimation of dehydrated iodine at the temperature of iodine vapors of 114-184 C and reducing the partial pressure of iodine vapors in the iodine-air mixture by 60 before desublimation due to dilution with air to a pressure below the pressure of saturated iodine vapors at the triple point (87 mm Hg), which provides high-quality crystals of the finished product, which are easily removed from the condensation surface. 4. Production of an iodine capacitor from an elastic film stretched on a frame, the internal space of the capacitor is under vacuum, which ensures the exclusion of iodine vapors, while the iodine receiver is at the same time a container for the finished product. This provides the possibility of easy shaking of iodine crystals from the cooled surface, facilitates working conditions, improves the quality of the finished product and reduces its losses due to the exclusion of direct contact of personnel with the finished product, reducing the gassing of the room with iodine vapors.
Приклади конкретного здійснення.Examples of concrete implementation.
Приклад 1. В пристрій для одержання кристалічного йоду реактивних кваліфікацій, що містить випарник йоду, конденсатор йоду з приймачем готового продукту, пастку абгазів і хвостовий вентилятор, завантажили 7б8кг йод-пасти з вмістом основної речовини 8595, отриманої при виділені йоду з відходів виробництва монокристалів, і 192кг вологого йоду з попередньої операції з вмістом вологи 1095 у випарник, що представляє собою емальовану ємність із сорочкою, місткістю бЗОл. Поверх йод-пасти завантажили б,їкг карбонату натрію. 7/0 Увімкнули нагрів випарника. В міру нагріву йод-пасти з неї починає випаровуватися вода і йод, що надходять у конденсатор, який представляє собою апарат у виді камери поверхневого охолодження площею 7м ?, виконаної з еластичної фторопластової плівки, натягнутої на металевому каркасі. Вода, що скондесувалася в конденсаторі, стікає в приймач, куди періодично, легкими постукуваннями по плівці, струшується і йод. З приймача вода через отвір стікає в збірник, де відбувається контроль її якості по величині рН. Величина рН у процесі відгонки 75 Води змінюється в межах від 7,0, на початку процесу відгонки води, до 6,0 наприкінці відгонки води.Example 1. In the device for obtaining crystalline iodine of reactive qualifications, which contains an iodine evaporator, an iodine condenser with a receiver of the finished product, an abgas trap and a tail fan, 7b8kg of iodine paste with the content of the main substance 8595, obtained during the isolation of iodine from waste from the production of single crystals, was loaded. and 192 kg of wet iodine from the previous operation with a moisture content of 1095 in the evaporator, which is an enameled tank with a jacket, with a capacity of 1000 ml. 2 kg of sodium carbonate was loaded on top of the iodine paste. 7/0 Evaporator heating is turned on. As the iodine paste heats up, water and iodine begin to evaporate from it, entering the condenser, which is a device in the form of a surface cooling chamber with an area of 7 m², made of an elastic fluoroplastic film stretched over a metal frame. The water condensed in the condenser flows into the receiver, where periodically, with light taps on the film, the iodine is shaken. From the receiver, the water flows through the hole into the collector, where its quality is controlled by the pH value. The value of pH in the process of distillation of 75 Water varies from 7.0, at the beginning of the process of water distillation, to 6.0 at the end of water distillation.
Незконденсовані в конденсаторі пари води і йоду за допомогою хвостового вентилятора надходять у пастку абгазів, де поглинаються лужним розчином. Після повної відгонки води з випарника починають подачу повітря всередину випарника, для відгонки сухого йоду, як готового продукту, для чого частину повітря в кількостіUncondensed water and iodine vapors in the condenser enter the abgas trap with the help of a tail fan, where they are absorbed by an alkaline solution. After the complete distillation of water from the evaporator, air is introduced into the evaporator for the distillation of dry iodine as a finished product, for which part of the air in the amount
БмУ/годину подають через розплав йоду, а іншу частину подають у верхню частину випарника, для розведення концентрації парів йоду, з витратою 20мУ/годину. Температуру парів йоду на виході з випарника підтримують - 16092Ф0. У процесі відгонки контролюють співвідношення між кількістю поданого повітря через розплав і кількістю повітря, поданого на розведення, щоб парціальний тиск парів йоду в йодоповітряній суміші перед десублімацією був нижче тиску насичених парів йоду в потрійній точці. Стежать також за співвідношенням між подачею повітря у випарник і відсосом з конденсатора парів йоду хвостовим вентилятором через пастку абгазів,ї СМ воно повинно бути таким, щоб у системі випарник-конденсатор підтримувалося невелике розрідження (15мм вод. о ст.), що забезпечує виключення виходу парів йоду за межі конденсатора у випадку наявності нещільності у ньому або порушення суцільності. Сухий йод надходить у приймальник, що є тарою для готового продукту, який в міру наповнення змінюють на новий. Після повної відгонки йоду нагрів відключають. Залишок солей, що утворився у випарнику, після охолодження вивантажують і відправляють на виділення і кристалізацію йод-пасти. Туди ж « направляють і розчин з пастки абгазів. При завантаженні в субліматор 768кг йод-пасти з масовою часткою йоду со 8590 і 192кг вологого йоду з попередньої операції, що містить 1095 вологи було отримано: - 616,7кг готового продукту, або 614,5кг у перерахунку на 10095 йод; со - 192,Окг вологого йоду, або 172,8кг у перерахунку на 10095 йод; со - 111 ,вкг конденсату, що містить О,Зкг йоду;BmU/hour is supplied through the iodine melt, and the other part is supplied to the upper part of the evaporator, to dilute the concentration of iodine vapors, with a consumption of 20mU/hour. The temperature of iodine vapor at the outlet of the evaporator is maintained at 16092F0. In the distillation process, the ratio between the amount of air supplied through the melt and the amount of air supplied for dilution is controlled so that the partial pressure of iodine vapor in the iodine-air mixture before desublimation is below the pressure of saturated iodine vapor at the triple point. They also monitor the ratio between the air supply to the evaporator and the suction of iodine vapors from the condenser by the tail fan through the abgas trap, and the CM should be such that a small vacuum is maintained in the evaporator-condenser system (15 mm of water at room temperature), which ensures that the output is excluded iodine vapors outside the capacitor in the event of a leak in it or a violation of continuity. Dry iodine enters the receiver, which is a container for the finished product, which is changed to a new one as it fills. After complete distillation of iodine, the heating is turned off. The remaining salts formed in the evaporator, after cooling, are unloaded and sent for separation and crystallization of iodine paste. The solution from the abgas trap is also directed there. When loading into the sublimator 768 kg of iodine paste with a mass fraction of iodine of 8590 and 192 kg of wet iodine from the previous operation, containing 1095 moisture, the following was obtained: - 616.7 kg of the finished product, or 614.5 kg in terms of 10095 iodine; so - 192.Okg of wet iodine, or 172.8kg in terms of 10095 iodine; so - 111 kg of condensate containing 0.3 kg of iodine;
Зо - 16,8кг солей, що містять 12,3кг йоду; о - 150,Окг розчинів, з пастки абгазів, що містять 23,1кг йоду.Zo - 16.8 kg of salts containing 12.3 kg of iodine; o - 150,000 kg of solutions, from the abgas trap, containing 23,1 kg of iodine.
При цьому безповоротні втрати (механічні втрати, викиди в атмосферу та ін.) склали 3З,5кг.At the same time, irreversible losses (mechanical losses, emissions into the atmosphere, etc.) amounted to 33.5 kg.
Вихід продукту по відношенню до йоду завантаженому з йод-пастою складає 94965. «The output of the product in relation to iodine loaded with iodine paste is 94965.
Поворотні втрати йоду, спрямовані на виділення і кристалізацію йод-пасти складають 5,595.Reversible losses of iodine aimed at the separation and crystallization of iodine paste amount to 5.595.
Безповоротні втрати складають 0,495 від кількості йоду, що завантажується з йод-пастою. З с Час проведення однієї операції 110 годин, з них відгонка води складає 45 годин, відгонка готового "» продукту - 60 годин, нагрів і охолодження випарника 5 годин. Продуктивність пристрою в режимі відгонки сухого " йоду - 15кг/годину.Irreversible losses are 0.495 of the amount of iodine loaded with iodine paste. The duration of one operation is 110 hours, of which water distillation is 45 hours, distillation of the finished product is 60 hours, heating and cooling of the evaporator is 5 hours. Productivity of the device in the dry iodine distillation mode is 15 kg/hour.
Порівняльна характеристика якості готового продукту, отриманого методом сублімації, і вихідної сировини з показниками якості відповідно ГОСТ 4159 представлені в таблиці 1. -І сComparative characteristics of the quality of the finished product, obtained by the sublimation method, and the raw material with quality indicators according to GOST 4159 are presented in Table 1. -I c
Ф со 5 тьF so 5 t
Приклад 2. Процес відгонки йоду на пристрої для одержання йоду кристалічного реактивних кваліфікацій го проводився як у прикладі 1, який відрізнявся тим, що перед сублімацією в йод-пасту додавали різні кількостіExample 2. The process of iodine distillation on a device for obtaining crystalline iodine of reactive qualifications was carried out as in example 1, which differed in that different amounts were added to the iodine paste before sublimation
ГФ! карбонату натрію і визначали діапазон зміни рН конденсату води. У залежності від величини рН конденсату визначалась якість готового продукту. Результати визначень представлені в таблиці 2. іме) " йод-пасти, кг конденсату води монокристалів сульфатів в о81111110111тояю 0 Відповдав////// 1,0 7,0-6,0 Відповідає промисловості сульфатів йGF! of sodium carbonate and determined the range of changes in the pH of the water condensate. Depending on the pH value of the condensate, the quality of the finished product was determined. The results of the determinations are presented in Table 2. Name) "iodine paste, kg of water condensate of monocrystals of sulfates in o81111110111toyayu 0 Answered////// 1.0 7.0-6.0 Corresponds to the sulfate industry and
Шини лиш ЛІ ові туркменський сульфатівTires are only LI Ovi Turkmen sulfate
З таблиці 2 видно, що незалежно від виду йод-пасти витрата карбонату натрію повинна забезпечувати рн конденсату води не нижче 4,0. Так при зміні рН конденсату води від 7,0 до 4,0 якість готового продукту задовольняє вимогам ГОСТ 4159, зменшення величини рН нижче 4,0 приводить до невідповідності якості продукції ГОСТУ.Table 2 shows that, regardless of the type of iodine paste, the consumption of sodium carbonate should ensure that the pH of the water condensate is not lower than 4.0. Thus, when the pH of the water condensate changes from 7.0 to 4.0, the quality of the finished product meets the requirements of GOST 4159, a decrease in the value of pH below 4.0 leads to a discrepancy in the quality of GOST products.
Приклад 3. Процес відгонки йоду на пристрої для одержання йоду кристалічного реактивних кваліфікацій 75 проводився як і в прикладі 1, який відрізнявся тим, що процес сублімації зневодненого йоду проводили при різних температурах, результати представлені в таблиці 3. ою 1116 с оExample 3. The process of iodine distillation on a device for obtaining crystalline iodine of reactive qualifications 75 was carried out as in example 1, which differed in that the process of sublimation of dehydrated iodine was carried out at different temperatures, the results are presented in table 3. ой 1116 с о
З таблиці З видно, що продуктивність пристрою при зниженні температури парів йоду менше 11496 знижується. Температуру понад 1842 досягти неможливо, тому що при цій температурі і при атмосферному тиску йод закипає.Table C shows that the performance of the device decreases when the temperature of iodine vapors decreases below 11496. It is impossible to reach a temperature above 1842, because iodine boils at this temperature and at atmospheric pressure.
Приклад 4. Процес відгонки йоду на пристрої для одержання йоду кристалічного реактивних кваліфікацій - проводився як і в прикладі 1, який відрізнявся тим, що в процесі сублімації сухого йоду подачу повітря на со барботаж і розведення робили в різних співвідношеннях, що представлено в таблиці 4. (Се)Example 4. The process of iodine distillation on a device for obtaining crystalline iodine of reactive qualifications - was carried out as in example 1, which differed in that in the process of sublimation of dry iodine, the air supply to the so bubbling and dilution was done in different ratios, which is presented in table 4. (Se)
ІдId
Витрата повітря на барботаж, Витрата повітря на розведення, Тиск парів йоду перед десублімацією, мм Якість йоду во МЕТИ рутини пут х продуктAir consumption for bubbling, Air consumption for dilution, Iodine vapor pressure before desublimation, mm Iodine quality in PURPOSES routine put x product
А пили ПИ ПИ ПОН ННЯ лані КИ с продуктA drank PI PI PON NNYA lani KI s product
І» 415 продукт -- з продукт (95)I" 415 product -- with product (95)
З таблиці 4 видно, що збільшення парціального тиску парів йоду в йодоповітряній суміші перед (22) десублімацією до тиску вище насичених парів йоду в потрійній точці (87мм рт. ст.) приводить до утворення о 50 плаву йоду при конденсації, погіршенню його товарного виду і споживчих властивостей.It can be seen from Table 4 that an increase in the partial pressure of iodine vapor in the iodine-air mixture before (22) desublimation to a pressure above saturated iodine vapor at the triple point (87 mm Hg) leads to the formation of liquid iodine by 50 during condensation, deterioration of its commercial form and consumer properties.
Таким чином, приведені вище приклади показують, що використання даного технічного рішення, що полягає в їз» зневоднюванні йод-пасти за рахунок випаровування води на першому етапі процесу сублімації йоду, додаванні карбонату натрію в йод-пасту, що завантажується, у кількості що забезпечує рН конденсату води не нижче 4,0, проведенні процесу сублімації в широкому інтервалі температур від 114 до 1842С з парціальним тиском парів 22 йоду в йодоповітряній суміші перед десублімацією нижче тиску насичення в потрійній точці (87мм рт. ст.) заThus, the examples given above show that the use of this technical solution, which consists in dehydrating the iodine paste due to the evaporation of water at the first stage of the iodine sublimation process, adding sodium carbonate to the loaded iodine paste in an amount that ensures pH water condensate not lower than 4.0, carrying out the sublimation process in a wide temperature range from 114 to 1842С with a partial pressure of iodine vapors of 22 in an iodine-air mixture before desublimation below the saturation pressure at the triple point (87 mm Hg) according to
Ф! рахунок розведення їх повітрям на пристрої одержання кристалічного йоду реактивних кваліфікацій, конденсатор якого виконаний з еластичної плівки натягнутої на каркасі, внутрішній простір конденсатора знаходиться під де розрідженням, що забезпечує виключення виходу парів йоду, з приймачем йоду, що є одночасно тарою для готового продукту, дозволяє спростити й здешевіти процес одержання йоду, поліпшити умови праці, підвищити 60 якість готового продукту, скоротити втрати йоду і підвищити продуктивність устаткування. б5F! due to their dilution with air on the device for obtaining crystalline iodine of reactive qualifications, the capacitor of which is made of an elastic film stretched on a frame, the internal space of the capacitor is under vacuum, which ensures the exclusion of the release of iodine vapors, with the iodine receiver, which is also a container for the finished product, allows to simplify and reduce the cost of the process of obtaining iodine, improve working conditions, improve the quality of the finished product, reduce losses of iodine and increase the productivity of the equipment. b5
Стиснене повітря ї їхCompressed air and them
Йод-паста Ж 5Iodine paste F 5
І щд 4 - 9 9 2I shd 4 - 9 9 2
Ї я-ь , хY i-y , x
ІТ 5 г ХIT 5 g Kh
ІН пьжсйIN pjsj
І Я МAnd I M
Відпрацьований | 2 розчинWorked | 2 solution
Йод вологий 3 о льон ні ін й кеш отТовиИи пIodine wet 3 o flax no other and cash otTovyIy p
Конденсат товии продукт, сч 29 Фіг. Ге)Condensate product, sch 29 Fig. Gee)
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2004032106A UA73684C2 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | A method for producing the crystalline iodine and an apparatus for realizing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2004032106A UA73684C2 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | A method for producing the crystalline iodine and an apparatus for realizing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA73684C2 true UA73684C2 (en) | 2005-08-15 |
Family
ID=35464689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2004032106A UA73684C2 (en) | 2004-03-23 | 2004-03-23 | A method for producing the crystalline iodine and an apparatus for realizing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA73684C2 (en) |
-
2004
- 2004-03-23 UA UA2004032106A patent/UA73684C2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3627464A (en) | Process for recovering so2 from waste gases | |
US5061472A (en) | Process for the concentration of sulphuric acid containing metal sulphates | |
FR2563205A1 (en) | Continuous potassium sulphate prodn. | |
WO2014194791A1 (en) | Method for processing sulphur paste as by-product from coke oven coal gas desulphuration | |
US3386892A (en) | Purification of fluosilicic acid solution by distillation with phosphoric acid solution | |
US3956457A (en) | Preparation of sodium carbonate monohydrate | |
RU2549259C1 (en) | Method for production of crystalline iodine and device for its realisation | |
UA73684C2 (en) | A method for producing the crystalline iodine and an apparatus for realizing the same | |
CN106395874B (en) | A kind of method that sodium chloride and Aluminum Chloride Hexahydrate are extracted from mixed liquor | |
JPH0215242B2 (en) | ||
NO169885B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF MONOCALIUM PHOSPHATE | |
JP3382561B2 (en) | High purity phosphoric acid | |
US2556184A (en) | Anhydrous calcium chloride process | |
RU151965U1 (en) | METHOD FOR PRODUCING CRYSTALLINE IODINE WITH A MINIMUM CONTENT OF ORGANIC IMPURITIES | |
RU2551882C1 (en) | Crystalline iodine production method | |
US3055734A (en) | Process for separating sea salts | |
RU2610076C1 (en) | Method of extracting sodium sulphate and metal nitrates | |
US2365417A (en) | Process of manufacturing sodium cyanide | |
RU2019134866A (en) | METHOD FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF ALKALINE METAL SALTS OF DIALKYLDITHIOCARBAMIC ACID | |
UA10779U (en) | A method for producing crystalline iodine | |
UA76672C2 (en) | A process for preparation of crystalline iodine | |
RU2105717C1 (en) | Method for production of potassium sulfate | |
US20200129881A1 (en) | Vertical desublimation apparatus for crystalline iodine production | |
FI58766C (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN RENAD KALSIUMFOSFATHALTIG FOSFORSYRA UR RAOSYRA FRAON ODDA-PROCESSEN | |
JP2008272687A (en) | Method for reducing amount of waste liquid and method for treating waste liquid |