Способ получения йода из минерализованных природных вод

Авторы патента:

C02F1/42 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

C01B7/14 - йод

Владельцы патента RU 2782603:

Общество с ограниченной ответственностью "Русский Йод" (RU)

Изобретение относится к способу извлечения йода из минерализованных природных вод, используемого в медицине, сельском хозяйстве, фармацевтической и химической промышленности. Предложен cпособ получения йода из минерализованных природных вод, включающий окисление иодид-иона в минерализованной воде озоновоздушной смесью, отличающийся тем, что процесс проводится при рН 5-7, а стабилизация молекулярного йода и предотвращение его переокисления обеспечиваются мольным отношением хлорид- и иодид-ионов 1500:1 - 2500:1 путём коррекции содержания хлорид-ионов добавлением хлорида натрия или хлорида калия. Технический результат - способ позволяет удешевить процесс окисления иодид-ионов за счёт отказа от введения солей железа и снижения дозировки подкисляющего агента. 1 табл.

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ, а именно к способу извлечения иода из минерализованных природных вод, используемого в медицине, сельском хозяйстве, фармацевтической и химической промышленности.

Содержание иода (в виде иодид-иона) в гидроминеральном сырье, доступном в РФ, составляет 10 - 60 мг/дм³. При извлечении иода из данного сырья, иодид-ион обычно окисляют до молекулярного иода.

Известен способ извлечения йода из рассола путем подкисления рассола до рН менее 4, окисления йодида хлором с последующей отдувкой йода воздухом [В.И. Ксензенко, Д.С. Стасиневич. Химия и технология брома, йода и их соединений. - М.: Химия, 1995, 432 с]. Хлор берут с избытком от стехиометрического соотношения.

Недостатком указанного способа является переокисление иодид-иона до иодат-иона, что приводит к снижению выхода иода до 85-87%. Кроме того, необходимость работы при рН менее четырех приводит к высокому расходу соляной кислоты, необходимой для подкисления рассола. Использование в качестве окислителя хлора представляет экологическую опасность.

Известен способ извлечения иода из кислых промышленных растворов окислением пероксидом водорода и экстракцией трибутилфосфатом [Авт. свид. 1161459, C 01 B 7/13, опубл. 15.06.85, БИ 22]. Извлечение йода составляет ~99%.

Недостатком способа является высокая стоимость пероксида водорода, его нестабильность при хранении и потери экстрагента - трибутилфосфата с отработанным рассолом. рН раствора составляет менее 3 единиц, что влечёт высокий расход кислоты на подкисление.

Окисление иодид-иона до молекулярного иода с использованием озона проводят в кислой среде при рН 2,5 - 3 [Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С. // Химия и технология брома, йода и их соединений. М.: Химия, 1995, с.300., Авт. свид. РФ 66684, 12i9, заявл. 18.05.45.]. Низкий рН раствора необходим для предотвращения диспропорционирования молекулярного иода на иодид- и иодат-ионы, а также предотвращения переокисления иодит-ионов до иодат-ионов.

Недостатком способа является низкое значение рН и, как следствие, высокий расход кислоты на подкисление.

Наиболее близким к способу получения иода из минерализованных природных вод является способ извлечения йода из буровых вод, предложенный авторами патента [Патент РФ. RU 2186721 C2, опубл. 10.08.2002]. Способ основан на окислении иодид-ионов воздухом, содержащим озон, в присутствии соли железа (II) и характеризуется степенью окисления иодид-ионов 70-95%. Соли железа (II) вводятся для стабилизации молекулярного иода и каталитического ускорения процесса окисления иодид-ионов. Недостатками способа являются низкое значение рН раствора - 2,8 - 3 ед, высокий расход солей железа (0,4 - 3,9 г Fe²⁺ на 1 г I^-).

Схожесть предлагаемого способа и прототипа заключается в использовании в качестве окислителя газообразного озона в составе озоно-воздушной смеси.

Задачей изобретения является удешевление процесса окисления иодид-ионов за счёт отказа от введения солей железа и снижения дозировки подкисляющего агента при проведении окисления в интервале рН 5 - 7 ед. Технический результат совпадает с задачей.

Поставленная задача достигается путём обработки минерализованной природной воды при рН 5 - 7 озоном в присутствии стабилизатора иода - хлорид-ионов.

Способ осуществляется следующим образом.

Минерализованная природная вода подкисляется до рН 5 - 7 ед. Ионное отношение Cl^-/I^- корректируется при необходимости до 1500:1 - 2500:1 добавлением хлорида натрия или хлорида калия. Подготовленная вода приводится в контакт с озоновоздушной смесью в аппарате непрерывного действия. Содержание озона в озоновоздушной смеси составляет 0,1 - 10 мг/л. Расход озона 100 - 120% от стехиометрического по отношению к иодид-иону. Продолжительность озонирования 2 - 5 минут. Степень окисления иодид-ионов в окисленной воде составляет 80 - 100% при отсутствии переокисления до иодат-ионов.

Конкретные условия реализации способа могут варьироваться.

Примеры, подтверждающие возможность получения иода по предлагаемому методу приведены в таблице 1. Использована минерализованная природная вода Северодвинского месторождения, содержащая 30 мг/л иодид-ионов (0,24 моль/л) и 360 моль/л хлорид-ионов.

Содержание молекулярного иода определяли иодометрически по стандартной методике [Шарло Г. Методы аналитической химии. М.: Химия, 1965, с.890.].

Таблица 1. Примеры, подтверждающие возможность осуществления способа получения иода из минерализованных природных вод

№/№ примера	МО	рН	Концентрация озона в ОВС, мг/л	Степень окисления иодид-иона (% от теоретического) при времени контакта ОВС – жидкость, мин
2	3	5
1	1500:1	5	0,1	94	97	99
2	2000:1	6	1	88	98	99
3	2500:1	7	5	80	89	98
4	1500:1	5	10	100	100	100
5	2000:1	6	5	100	100	100
6	2500:1	7	6	94	98	100

МО - мольное отношение хлорид- к иодид-иону.

ОВС - озоновоздушная смесь.

Из приведённых примеров видно, что по предлагаемому способу возможно получение молекулярного иода при степени окисления 80 - 100%.

Для реализации заявляемого способа может быть использовано стандартное оборудование, применяемое в химической технологии.

Заявляемый способ является экологически безопасным, т. к. получаемый продукт не содержит органических растворителей, а в результате проведения процесса не используются токсичные хлорсодержащие окислители, не образуется токсичных или трудно утилизируемых отходов или побочных продуктов.

Способ получения йода из минерализованных природных вод, включающий окисление иодид-иона в минерализованной воде озоновоздушной смесью, отличающийся тем, что процесс проводится при рН 5-7, а стабилизация молекулярного йода и предотвращение его переокисления обеспечиваются мольным отношением хлорид- и иодид-ионов 1500:1 - 2500:1 путём коррекции содержания хлорид-ионов добавлением хлорида натрия или хлорида калия.

Изобретение относится к устройствам для очистки воды методом перекристаллизации, в частности к устройствам для получения талой питьевой воды, и может быть использовано в системах очистки технической, загрязненной, засоленной и морской воды. Устройство состоит из корпуса в форме усеченного конуса, ориентированного углом раствора вверх, вытеснителя и перегородки, коаксиально расположенных в корпусе, нагревательного элемента, коллектора для подачи воздуха и патрубков для подачи и отвода воды, теплоносителя и хладагента.

Система управления параметрами воды плавательного бассейна // 2782536

Изобретение относится к устройствам в области водоподготовки, предназначенным для измерения, регистрации, автоматического регулирования и управления параметрами воды плавательных бассейнов, от которых зависит ее бактериологическое качество. Система управления параметрами воды плавательного бассейна содержит: датчик свободного хлора в воде, датчик рН воды, датчик Redox-потенциала воды, датчик температуры воды, датчик уровня рН-корректора, датчик уровня хлорсодержащего реактива, измеритель роста посетителей, датчик веса, устройство расчета площади поверхности тела человека, устройство сравнения, таймер, сумматор, устройство управления световым табло, запоминающее устройство, световое табло, регистрирующий прибор, упреждающий регулятор, управляющее устройство, устройство, дозирующее хлорсодержащий реактив, устройство, дозирующее рН-корректор.

Способ очистки шахтных сточных вод от сульфатов // 2782420

Изобретение относится к области очистки сточных вод. Описан способ очистки шахтных сточных вод от сульфатов, при котором в поступающие сточные воды после предварительного усреднения вводится соляная кислота до рН 4-4,5 и хлорид бария, а затем смесь поступает в камеру реакции для образования малорастворимой соли сульфата бария, после чего направляются в отстойники и на дальнейшую очистку, а осевший осадок обезвоживается на фильтр-прессах с возвращением фильтрата, полученного при обезвоживании осадка, перед камерой реакции, процесс очистки от сульфатов осуществляется в две ступени: на I ступени поступающую сточную воду предварительно частично замораживают для концентрирования сульфатов, образующийся лед складируют на площадках и затем в теплое время года талую воду направляют в водоем, а оставшуюся часть незамерзшей воды усредняют, смешивают с известью до доведения рН 10,5-11 для образования CaSO4, а затем перемешивают с мелкодисперсным замутнителем и сточную воду направляют в отстойники I ступени очистки, после чего перед подачей стоков на II ступень очистки поток делят на две неравные части, причем одну его часть смешивают последовательно с щелочью до рН 10,5-11,0, гидроксидом бария и флокулянтом, а вторую часть с соляной кислотой до рН 4,0-4,5, хлоридом бария и флокулянтом, а затем оба потока объединяют и осветляют в отстойниках II ступени, а осадок из отстойников направляется на обезвоживание, после чего очищенную от сульфатов сточную жидкость направляют в карбонизатор для снижения рН до 8-8,5, куда подаются дымовые газы, и далее сточная вода подается в вихревой реактор или на фильтр, где от сточной жидкости отделяются кристаллы гипса, взвесь сульфатов и карбонатов бария, а очищенная сточная вода поступает в водоем или направляется на повторное использование.

Способ очистки водных растворов от красителей с использованием пероксидазы растительного происхождения // 2782397

Изобретение относится к области химии, а именно к способу окисления органических красителей, который может быть применен для очистки сточных вод объектов текстильной, пищевой, бумажной, полиграфической, кожевенной и косметической отраслей промышленности от остатков красителей. Способ включает использование пероксидазы растительного происхождения.

Способ предотвращения образования асфальто-смоло-парафиновых отложений // 2782366

Изобретение относится к сфере скважиной добычи нефти и может быть использовано на месторождениях нефти, где в подъемных насосно-компрессорных трубах скважин наблюдается образование и накопление тяжелых компонентов нефти и других сопутствующих веществ, в том числе асфальто-смоло-парафиновых отложений. Способ предотвращения образования асфальто-смоло-парафиновых отложений включает спуск в скважину насоса на насосно-компрессорных трубах.

Способ обезвреживания водных отходов, содержащих углеводороды // 2782099

Способ относится к области химических технологий, а именно к способам для утилизации промышленных водных отходов широкого спектра. Способ обезвреживания водных отходов, содержащих углеводороды, включает сжатие промышленных водных отходов насосом и подачу в теплообменник под давлением выше критического для чистой воды.

Устройство очистки жидкости // 2782083

Изобретение относится к автономным системам с рециркуляцией для очистки жидкости и/или обессоливания жидкости, преимущественно воды из различных источников, и предназначено для использования в бытовых условиях, офисах, заведениях общественного питания, муниципальных и других учреждениях, на дачных и садовых участках.

Испаритель мгновенного вскипания и ступень испарителя мгновенного вскипания // 2782052

Группа изобретений относится к устройствам для получения пресной воды и может быть применена в теплоэнергетической промышленности. Испаритель мгновенного вскипания состоит из ступеней, каждая из которых разделена стенкой на камеру расширения и камеру конденсации.

Способ очистки водных растворов от ионов никеля // 2781938

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для очистки водных растворов от ионов никеля. Способ включает добавление в раствор ионов алюминия до отношения массовой концентрации ионов алюминия к ионам никеля 0,21≤Al/Ni≤2,5 при рН раствора, равном 7≤рН≤8.

Способ обработки воды, содержащей ионы тяжелых металлов и серу // 2781603

Изобретение относится к области обработки шахтных вод и их производных, содержащих ионы тяжелых металлов и сульфаты. Процесс удаления ионов металлов и серы из сульфатсодержащих сточных вод осуществляют в последовательных каскадах, образованных электрокоагулятором с разделенными электродными объемами фильтрующей перегородкой и центрифугой.

Способ извлечения йода из природных рассолов // 2776480

Изобретение относится к ионообменной технологии извлечения йода из природных рассолов. Предложен способ извлечения йода из природных рассолов, включающий стадию окисления иодид-иона, сорбцию образующегося элементного йода слабоосновным анионитом, десорбцию йода с анионита и выделение кристаллического йода из десорбата, отличающийся тем, что в качестве слабоосновного анионита используют анионит гелевой структуры с высокой обменной емкостью, представляющий собой продукт поликонденсации полиэтиленполиамина, аммиака и эпихлоргидрина, содержащий в качестве функциональных групп вторичные и третичные амины, с преимущественным содержанием вторичных, рН раствора составляет 3-7, продолжительность сорбции (контакта анионита с рассолом) 10-30 минут.