[go: up one dir, main page]

RU2360039C2 - Method of bromine extraction from natural chloride water with receiving bromide concentrate - Google Patents

Method of bromine extraction from natural chloride water with receiving bromide concentrate Download PDF

Info

Publication number
RU2360039C2
RU2360039C2 RU2007128380/15A RU2007128380A RU2360039C2 RU 2360039 C2 RU2360039 C2 RU 2360039C2 RU 2007128380/15 A RU2007128380/15 A RU 2007128380/15A RU 2007128380 A RU2007128380 A RU 2007128380A RU 2360039 C2 RU2360039 C2 RU 2360039C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bromine
bromide
concentrate
extraction
catholyte
Prior art date
Application number
RU2007128380/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007128380A (en
Inventor
Вера Николаевна Кузьмина (RU)
Вера Николаевна Кузьмина
Дмитрий Владимирович Кузьмин (RU)
Дмитрий Владимирович Кузьмин
Original Assignee
Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) filed Critical Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН)
Priority to RU2007128380/15A priority Critical patent/RU2360039C2/en
Publication of RU2007128380A publication Critical patent/RU2007128380A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2360039C2 publication Critical patent/RU2360039C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to technology of inorganic substances and bromide extraction from natural chloride waters and brines with receiving bromide concentrate. The method includes oxygenising bromide till elementary bromine appears on anode of two compartment cell, divided by cation-exchange membrane, whereupon bromine is separated from anolyte, bromine is extracted from contact carrier phase with back catholyte with further bromine reduction on cathode with receiving bromide salt concentration. Initial bromine-containing chloride solution is acidified by 4-7 g/l of hydrochloric acid. The portion of bromine containing chloride solution is acidified and after anode oxidation is combined with the main mass of the solution containing bromine. The chloride solution to 10 vol.% is delivered to anode chamber. Ferric bromide is added in catholyte till total concentration of ferrum is 5-6 g/l. Ferric bromide is regenerated and returned to the process. ^ EFFECT: enhancement of security when receiving bromide concentrate within processing of natural brome-containing chloride waters, prevention of toxic chlorine supply to production, transportation of non-toxic bromide salt concentrate to consumers, decrease of reactant and energy consumptions. ^ 5 cl, 4 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к области технологии неорганических веществ и касается процессов извлечения брома из природных хлоридных вод и рассолов с получением бромидных концентратов.The invention relates to the field of technology of inorganic substances and relates to processes for the extraction of bromine from natural chloride waters and brines to obtain bromide concentrates.

Известен ряд способов извлечения брома из природных вод и рассолов с получением бромидных концентратов, безопасных для транспортировки. В частности, бромид-ион окисляют хлором, выделившийся элементарный бром отдувают воздухом или паром и поглощают из парогазовой смеси щелочными реагентами: гидроксидами или карбонатами щелочных металлов [В.И.Ксензенко, Д.С.Стасиневич. Химия и технология брома, йода и их соединений. М. Химия. 1995 г. С.163]. Недостатками этих процессов являются использование элементарного хлора, завоз которого в труднодоступные районы, где располагаются известные месторождения бромсодержащих рассолов, небезопасен, а также значительный расход щелочных реагентов.A number of methods are known for the extraction of bromine from natural waters and brines to produce bromide concentrates that are safe for transportation. In particular, the bromide ion is oxidized with chlorine, the liberated elemental bromine is blown off with air or steam and absorbed from the vapor-gas mixture with alkaline reagents: alkali metal hydroxides or carbonates [V.I. Ksenzenko, D. S. Stasinevich. Chemistry and technology of bromine, iodine and their compounds. M. Chemistry. 1995 S. 163]. The disadvantages of these processes are the use of elemental chlorine, the delivery of which to remote areas where well-known deposits of bromine-containing brines are located is unsafe, as well as a significant consumption of alkaline reagents.

Предложено использовать для окисления брома хлор, получаемый электрохимически на аноде электролизера [патент РФ №98123657, опубликован 2000.12.27], или проводить прямое окисление брома на аноде [патент РФ №2171862, опубликован 2001.08.10]. Однако устранение использования привозного хлора, по предлагаемым способам, не обеспечивает безопасность функционирования предприятий, использующих данные способы, ввиду предусматриваемого вывоза токсичного продукта производства - элементарного брома. Кроме того, предлагаемые способы отличаются повышенным расходом электроэнергии и нерациональным ее использованием, заключающимся в ее расходовании не только на выделение хлора, но и разложение соляной кислоты на катоде с выделением водорода.It is proposed to use chlorine for the oxidation of bromine, obtained electrochemically on the anode of the electrolyzer [RF patent No. 98123657, published 2000.12.27], or to conduct direct oxidation of bromine on the anode [RF patent No. 2171862, published 2001.08.10]. However, the elimination of the use of imported chlorine, according to the proposed methods, does not ensure the safe functioning of enterprises using these methods, due to the envisaged export of a toxic production product - elemental bromine. In addition, the proposed methods are characterized by increased energy consumption and its irrational use, which consists in its consumption not only for the evolution of chlorine, but also the decomposition of hydrochloric acid at the cathode with the evolution of hydrogen.

Наиболее близким к предлагаемому способу является традиционный, используемый на практике в странах СНГ, процесс извлечения брома с получением бромжелеза [В.И.Ксензенко, Д.С.Стасиневич. Химия и технология брома, йода и их соединений. М. Химия. 1995 г.], который заключается в окислении бромидов хлором, отделении брома от исходного хлоридного раствора отдувкой воздухом или паром (жидкостной экстракцией или сорбцией), поглощении брома бромистым железом и упаркой бромидного раствора на заключительной стадии.Closest to the proposed method is the traditional, used in practice in the CIS countries, the process of extraction of bromine with the production of bromine iron [V.I. Ksenzenko, D.S. Stasinevich. Chemistry and technology of bromine, iodine and their compounds. M. Chemistry. 1995], which consists in the oxidation of bromides with chlorine, separation of bromine from the initial chloride solution by blowing it with air or steam (liquid extraction or sorption), absorption of bromine with bromide iron and evaporation of bromide solution at the final stage.

Недостатками способа является необходимость доставки больших количеств токсичного хлора на место переработки бромсодержащих растворов (для России, нередко в труднодоступные районы: Якутия (тр. «Удачная»), Туруханский район и Эвенкия Красноярского края и др.), а при его электрохимическом получении - высокие затраты электроэнергии.The disadvantages of the method is the need to deliver large quantities of toxic chlorine to the place of processing of bromine-containing solutions (for Russia, often in hard-to-reach areas: Yakutia (tr. "Udachnaya"), Turukhansky district and Evenkiya of the Krasnoyarsk Territory, etc.), and with its electrochemical production - high electricity costs.

Целью предлагаемого способа является повышение безопасности производства по извлечению брома из природных хлоридных вод, снижение реагентных и энергетических затрат.The aim of the proposed method is to increase production safety for the extraction of bromine from natural chloride waters, reducing reagent and energy costs.

Поставленная цель обеспечения безопасности производства достигается за счет устранения поставок на производство токсичного хлора и вывоза потребителю брома в виде солевого концентрата, что обеспечивается анодным окислением бромидов в двухкамерном электролизере, разделенном катионообменной мембранной, селективным переносом брома из исходного раствора (анолита) в католит традиционными методами (отдувкой воздухом или паром, экстракцией, сорбцией), с последующим катодным восстановлением брома в оборотном католите с получением бромистого концентрата.The goal of ensuring production safety is achieved by eliminating the supply of toxic chlorine to the production and exporting bromide to the consumer in the form of a salt concentrate, which is ensured by the anodic oxidation of bromides in a two-chamber electrolyzer separated by a cation exchange membrane, by selective transfer of bromine from the initial solution (anolyte) to catholyte by traditional methods ( by blowing with air or steam, extraction, sorption), followed by cathodic reduction of bromine in reverse catholyte to obtain bromide wow concentrate.

Принципиальная схема процесса приведена на фиг.1.Schematic diagram of the process is shown in figure 1.

При непрерывном процессе на электродах протекают реакции:With a continuous process, the following reactions occur on the electrodes:

анод: MBrn(анолит) -ne-→n/2Br2(анолит)n+(анолит) anode : MBr n (anolyte) -ne - → n / 2Br 2 (anolyte) + M n + (anolyte)

катод: n/2Br2(католит) +ne-n+(католит)→MBrn(католит) cathode : n / 2Br 2 (catholyte) + ne - + M n + (catholyte) → MBr n (catholyte)

Катион Мn+ переносится из фазы анолита (поз.1, фиг.1) в фазу католита (поз.2) электромиграцией через катионообменную мембрану (поз.3):The cation M n + is transferred from the anolyte phase (pos. 1, Fig. 1) to the catholyte phase (pos. 2) by electromigration through a cation exchange membrane (pos. 3):

Мn+(анолит)→Мn+(католит) M n + (anolyte) → M n + (catholyte)

бром - посредством гетерофазных процессов на стадиях (поз.4) извлечения, например, экстракцией органическим растворителем и реэкстракцией оборотным католитом.bromine - by means of heterophasic processes at the stages (4) of extraction, for example, by extraction with an organic solvent and re-extraction with reverse catholyte.

Многократное снижение или полное устранение реагентных затрат в этом процессе достигается за счет использования природного хлоридного раствора, как поставщика катионов для связывания брома в бромидную соль, а снижение энергетических затрат - за счет совмещения процесса окисления бромидов на аноде электролизера с восстановлением образующегося брома на катоде и значительного концентрирования бромидов в концентрате при использовании оборотного католита в качестве бром поглощающей фазы.A multiple reduction or complete elimination of the reagent costs in this process is achieved by using a natural chloride solution as a supplier of cations for binding bromine to bromide salt, and reducing energy costs by combining the oxidation of bromides at the anode of the electrolyzer with the reduction of the resulting bromine at the cathode and significant concentration of bromides in a concentrate when using reverse catholyte as the bromine of the absorbing phase.

Для повышения эффективности поглощения брома католитом, например, при использовании извлечения брома воздушной отдувкой, в католит добавляют небольшое количество бромида железа (0,05-0,1 моль/л). В этом случае эффективность поглощения брома обеспечивается за счет протекания реакции окисления железа(2+):To increase the efficiency of absorption of bromine by catholyte, for example, when using bromine extraction by air blowing, a small amount of iron bromide (0.05-0.1 mol / L) is added to the catholyte. In this case, the bromine uptake efficiency is ensured by the oxidation of iron (2+):

2Fe2++Br2→2Fe3++2Br-,2Fe 2+ + Br 2 → 2Fe 3+ + 2Br - ,

которое регенерируется затем на катоде по реакции:which is then regenerated at the cathode by the reaction:

Fe3+-→Fe2+ Fe 3+ + e - → Fe 2+

Относительное количество бромида железа в оборотном католите (бромидном концентрате) невелико (0,05-0,1 моль/л, при содержании бромидиона 4-6 моль/л). При необходимости бромный концентрат очищают от железа экстракцией трибутилфосфатом и реэкстракцией его водой.The relative amount of iron bromide in the reverse catholyte (bromide concentrate) is small (0.05-0.1 mol / l, with the content of bromidion 4-6 mol / l). If necessary, the bromine concentrate is purified from iron by extraction with tributyl phosphate and re-extraction with water.

Для предотвращения образования осадков гидроксидов в катодном пространстве, обусловленного незначительным разложением воды (до 2-5% от общего выхода по току), раствор подкисляют, что может быть достигнуто введением соляной кислоты в исходный хлоридный раствор и переносом катиона водорода через катионообменную мембрану.To prevent the formation of hydroxide precipitates in the cathode space caused by a slight decomposition of water (up to 2-5% of the total current efficiency), the solution is acidified, which can be achieved by introducing hydrochloric acid into the initial chloride solution and transferring the hydrogen cation through the cation exchange membrane.

Пример 1. Электрохимическое получение бромидного концентрата с применением экстракции брома.Example 1. Electrochemical production of bromide concentrate using bromine extraction.

Общая технологическая схема процесса приведена на фиг.2. Установка включает двухкамерный электролизер, включающий анодную (поз.1, фиг.2) и катодную (поз.2) камеры, разделенные катионообменной мембраной (поз.3), лабораторный пятиступенчатый противоточный экстрактор типа «смеситель-отстойник» для проведения процессов экстракции (поз.6), промывки (поз.7) и реэкстракции (поз.8), дозирующие лабораторные насосы.The general process flow diagram is shown in figure 2. The installation includes a two-chamber electrolyzer, including an anode (pos. 1, figure 2) and cathode (pos. 2) chambers separated by a cation exchange membrane (pos. 3), a laboratory five-stage countercurrent extractor of the mixer-settler type for carrying out extraction processes (pos. .6), flushing (item 7) and stripping (item 8), dosing laboratory pumps.

В качестве анода электролизера используют титановую пластину толщиной 2 мм с оксидным рутений-титановым покрытием ОРТА (площадь электрода 10 см2), в качестве катода -углеграфитовый пористый материал (ватин, толщина электрода 5 мм, площадь контакта с мембраной 10 см2). Катодное пространство электролизера разделяют катионообменной мембраной МК-40 (площадь, соответственно -10 см2). Расстояние между электродами составляет 3-4 мм.A titanium plate 2 mm thick with an oxide ruthenium-titanium coating ORTA (electrode area 10 cm 2 ) is used as an anode of the electrolyzer, carbon-graphite porous material (batting, electrode thickness 5 mm, contact area with a membrane 10 cm 2 ). The cathode space of the electrolyzer is separated by a MK-40 cation exchange membrane (area, respectively -10 cm 2 ). The distance between the electrodes is 3-4 mm.

Объем камеры смешения экстракторов составляет 60 мл, камеры отстоя 300 мл.The volume of the chamber for mixing the extractors is 60 ml, the sludge chamber 300 ml.

Исходный хлоридный рассол (карьерная вода кимберлитовой тр. «Удачная» - Республика Саха-Якутия), состава: Na+ 25 г/л; К+ 12,9 г/л; Са2+ 67 г/л; Mg2+ 15,8 г/л; Cl- 210 г/л; Br- 3,9 г/л, подкисляют соляной кислотой (поз.5, фиг.2) до концентрации 4-7% (0,15-0,2 М) и подают в анодную камеру электролизера (поз.1) с потоком 0,8 л/ч. В катодную камеру электролизера (поз.2) подают с тем же потоком (0,8 л/ч) оборотный католит, первоначально содержащий бромид железа с концентрацией 5-6 г/л по железу (0,1 М). Величину тока на электролизере устанавливают на уровне 1,0 а, что обеспечивает 90% окисление брома (контроль по окислительно-восстановительному потенциалу анолита). При установлении стационарного режима процесса напряжение на электродах электролизера составляет 3,9-4,2 в. Анолит с электролизера направляют на противоточную 3-х ступенчатую экстракцию (поз.6). В качестве экстрагента используют предельный углеводород - растворитель экстракционный деароматизированный (промышленное название РЭД). Величина потока экстрагента 0,8 л/ч. Извлечение брома в органическую фазу на этой стадии составляет свыше 99,9%. Для отмывки органической фазы от небольшого количества хлора, экстракт промывают в одноступенчатом экстракторе исходным рассолом, поступающим на окисление брома (поз.7). Реэкстрагируют бром раствором католита, подаваемого в одноступенчатый экстрактор (скорость 0,8 л/ч) (поз.8). За 1 ступень достигается количественное восстановление брома и полное извлечение его в водный раствор.The initial chloride brine (quarry water of the kimberlite pipe “Udachnaya” - Republic of Sakha-Yakutia), composition: Na + 25 g / l; K + 12.9 g / l; Ca 2+ 67 g / l; Mg 2+ 15.8 g / l; Cl - 210 g / l; Br - 3.9 g / l, acidified with hydrochloric acid (item 5, figure 2) to a concentration of 4-7% (0.15-0.2 M) and fed into the anode chamber of the electrolyzer (item 1) with a stream 0.8 l / h In the cathode chamber of the electrolyzer (pos. 2), reverse catholyte, initially containing iron bromide with a concentration of 5-6 g / l in iron (0.1 M), is fed with the same stream (0.8 l / h). The current value on the electrolyzer is set at 1.0 A, which ensures 90% oxidation of bromine (control of the redox potential of the anolyte). When establishing a stationary mode of the process, the voltage at the electrodes of the electrolyzer is 3.9-4.2 V. Anolyte from the electrolyzer is sent to a countercurrent 3-stage extraction (item 6). As an extractant, a saturated hydrocarbon is used - a dearomatized extraction solvent (industrial name RED). The magnitude of the flow of extractant 0.8 l / h Extraction of bromine into the organic phase at this stage is over 99.9%. To wash the organic phase from a small amount of chlorine, the extract is washed in a single-stage extractor with the initial brine supplied to the oxidation of bromine (item 7). Reextract bromine with a solution of catholyte fed to a single-stage extractor (speed 0.8 l / h) (pos. 8). For 1 stage, quantitative reduction of bromine and its complete extraction into an aqueous solution is achieved.

При достижении концентрации бромид-иона в католите 4,5М (360 г/л) бромный концентрат отбирают со скоростью около 7,5-8 мл/ч с одновременным добавлением к католиту равного объема (7,5-8 мл/ч) раствора бромида железа с концентрацией 5-6 г/л по железу (0,1 М).When the concentration of bromide ion in catholyte reaches 4.5 M (360 g / l), the bromine concentrate is taken at a rate of about 7.5-8 ml / h with the addition of an equal volume (7.5-8 ml / h) of bromide solution to the catholyte iron with a concentration of 5-6 g / l for iron (0.1 M).

При достижении стационарного режима работы установки для достижения 90% извлечения брома величину тока увеличивают до 1,1 а. Некоторое увеличение расхода электроэнергии обусловлено незначительным 7-10% обратным переносом бромид- иона из катодного в анодное пространство через катионообменную мембрану.Upon reaching the stationary operating mode of the installation to achieve 90% bromine recovery, the current value is increased to 1.1 a. A slight increase in energy consumption is due to a slight 7–10% reverse transfer of bromide ion from the cathode to the anode space through a cation exchange membrane.

В результате получают продукт состава: Na+ 20,5 г/л; К+ 8,5 г/л; Са2+ 55 г/л; Mg2+ 4,0 г/л; Feобщ 5,9 г/л, Cl- 15 г/л; Br- 365 г/л.The result is a product composition: Na + 20.5 g / l; K + 8.5 g / l; Ca 2+ 55 g / l; Mg 2+ 4.0 g / l; Fe total 5.9 g / l, Cl - 15 g / l; Br - 365 g / l.

Общее извлечение брома составило 91%; расход электроэнергии 1,5 кВт·ч/кг брома.Total bromine recovery was 91%; power consumption of 1.5 kWh / kg of bromine.

Пример 2. Электрохимическое получение бромидного концентрата с применением экстракции бромаExample 2. Electrochemical production of bromide concentrate using bromine extraction

Схема установки для проведения процесса была изменена (фиг.3). С целью снижения расхода соляной кислоты 1/10 часть потока бромсодержащего хлоридного рассола, (10 объемных процентов) подкисляли соляной кислотой до концентрации 7 г/л (около 0,2М) (поз.5, фиг.3) и подавали в анодную камеру (поз.1) электролизера. Остальную часть (90 объемных процентов) нейтрального исходного раствора направляли в обход электролизера, а для окисления брома его смешивали с анолитом, содержащим элементарный хлор (поз.9). Снижение скорости подачи подкисленного рассола в анодную камеру обеспечило более эффективный расход соляной кислоты. При этом изменение условий привело к незначительному росту напряжения на электролизере, которое в стационарном режиме составило 4,1-4,4 в.The installation diagram for the process has been changed (figure 3). In order to reduce the consumption of hydrochloric acid, 1/10 of the bromine-containing chloride brine stream (10 volume percent) was acidified with hydrochloric acid to a concentration of 7 g / L (about 0.2 M) (pos. 5, Fig. 3) and fed into the anode chamber ( item 1) of the electrolyzer. The rest (90 volume percent) of the neutral initial solution was bypassed by the electrolyzer, and for the oxidation of bromine it was mixed with an anolyte containing elemental chlorine (item 9). Reducing the feed rate of acidified brine into the anode chamber provided a more efficient consumption of hydrochloric acid. In this case, a change in conditions led to a slight increase in the voltage on the electrolyzer, which in the stationary mode amounted to 4.1-4.4 V.

В остальном условия эксперимента остались прежними: бром экстрагировали растворителем РЭД (поз.6), органическую фазу промывали исходным рассолом (поз.7) и реэкстрагировали католитом (8), содержащим 10 г/л по железу, подаваемым из катодного пространства (поз.2) электролизера.Otherwise, the experimental conditions remained the same: bromine was extracted with an RED solvent (pos. 6), the organic phase was washed with an initial brine (pos. 7) and reextracted with catholyte (8) containing 10 g / l of iron supplied from the cathode space (pos. 2) ) electrolyzer.

В результате было достигнуто получение бромного концентрата с содержанием брома около 350 г/л (хлорида 12 г/л).As a result, the production of bromine concentrate with a bromine content of about 350 g / l (chloride 12 g / l) was achieved.

Общее извлечение брома также составило около 90%;Total bromine recovery was also about 90%;

- расход электроэнергии 1,6 кВт·ч/кг брома;- power consumption of 1.6 kWh / kg of bromine;

- расход 31% соляной кислоты снизился почти в 7-8 раз и составил 0,5 л/кг брома.- the consumption of 31% hydrochloric acid decreased by almost 7-8 times and amounted to 0.5 l / kg of bromine.

Пример 3 Электрохимическое получение бромидного концентрата с применением воздушной отдувки бромаExample 3 Electrochemical production of bromide concentrate using bromine air blowing

Схема установки для электрохимического получения бромидного концентрата с применением воздушной отдувки брома приведена на фиг.4. В этом эксперименте, также как и в предыдущем случае, в целях снижения расхода соляной кислоты часть общего потока рассола (10%) подкисляли соляной кислотой (поз.5, фиг.4) и направляли в анодную камеру (поз.1). Далее основную часть бромсодержащего рассола смешивали с анолитом (поз.9), что обеспечивало окисление брома хлором, раствор нагревали до 50-60°С (поз.10) и отдували бром воздухом в вертикальной стеклянной колонне высотой 1,5 м, снабженной 5 тарелками (поз.11). Для очистки бромовоздушной смеси от примесей хлора ее пропускали через бромсодержащий исходный рассол (поз.12). Из бромовоздушной смеси бром извлекали пропусканием ее через раствор католита (поз.13).The installation diagram for the electrochemical production of bromide concentrate using air stripping of bromine is shown in Fig.4. In this experiment, as well as in the previous case, in order to reduce the consumption of hydrochloric acid, part of the total brine stream (10%) was acidified with hydrochloric acid (5, 4) and sent to the anode chamber (1). Next, the main part of the bromine-containing brine was mixed with anolyte (item 9), which ensured the oxidation of bromine with chlorine, the solution was heated to 50-60 ° C (item 10), and bromine was blown off with air in a vertical glass column 1.5 m high, equipped with 5 plates (item 11). To clean the bromine-air mixture from chlorine impurities, it was passed through a bromine-containing starting brine (item 12). From the bromine-air mixture, bromine was extracted by passing it through a solution of catholyte (item 13).

Бром извлекали из рассола состава (рассол Сухотунгусского месторождения Красноярского края): Na+ 60 г/л; К+ 20,5 г/л; Са2+ 55 г/л; Mg+ 8,6 г/л; Cl- 220 г/л; Br- 4,9 г/л. Рассол, подаваемый в анодную камеру, подкисляют до концентрации 4-7 г/л (0,15-0,2 М). Общая скорость потока рассола 0,8 л/ч, скорость потока оборотного католита 0,8 л/ч. Содержание бромида железа в католите 5-6 г/л (0,1 М). Величина тока на электролизере составляет 1,2-1,3 а, напряжение на электродах электролизера 3,7-4,1 в.Bromine was extracted from the brine of the composition (brine of the Sukhotunguska deposit of the Krasnoyarsk Territory): Na + 60 g / l; K + 20.5 g / l; Ca 2+ 55 g / l; Mg + 8.6 g / l; Cl - 220 g / l; Br - 4.9 g / l. The brine supplied to the anode chamber is acidified to a concentration of 4-7 g / l (0.15-0.2 M). The total flow rate of the brine is 0.8 l / h, the flow rate of the reverse catholyte is 0.8 l / h. The content of iron bromide in catholyte is 5-6 g / l (0.1 M). The magnitude of the current on the electrolyzer is 1.2-1.3 A, the voltage on the electrodes of the electrolyzer is 3.7-4.1 V.

В результате получают промежуточный продукт состава: Na+ 30,5 г/л; К+ 23 г/л; Са2+ 19,5 г/л; Mg2+ 3,0 г/л; Feобщ 5,8 г/л, Cl- 11 г/л; Br- 240 г/л.The result is an intermediate product composition: Na + 30.5 g / l; K + 23 g / l; Ca 2+ 19.5 g / l; Mg 2+ 3.0 g / l; Fe total 5.8 g / l, Cl - 11 g / l; Br - 240 g / l.

Для очистки продукта от железа и его возвращения в процесс провели 2-х ступенчатую экстракцию бромида железа 80% раствором трибутилфосфата в керосине при равном отношении объемов водной и органической фаз (поз.14, фиг.4). Извлечение железа в органическую фазу составляет на этой стадии свыше 99,9%.To purify the product from iron and return it to the process, a 2-stage extraction of iron bromide with an 80% solution of tributyl phosphate in kerosene was carried out with an equal ratio of the volumes of the aqueous and organic phases (pos. 14, Fig. 4). The extraction of iron into the organic phase is at this stage more than 99.9%.

Полученный продукт содержит 200 г/л брома, остаточная концентрация железа составляет 0,005 г/л.The resulting product contains 200 g / l of bromine, the residual concentration of iron is 0.005 g / l.

Из органической фазы бромид железа реэкстрагируют водой при O:В=1:1 (поз.15, фиг.4). Однократная обработка обеспечивает количественное извлечение железа в водную фазу.From the organic phase, iron bromide is back-extracted with water at O: B = 1: 1 (POS. 15, FIG. 4). A single treatment provides a quantitative extraction of iron in the aqueous phase.

Общее извлечение брома в продукт составляет около 89%;The total bromine recovery in the product is about 89%;

- расход электроэнергии 1,5 кВт·ч/кг брома;- power consumption of 1.5 kW · h / kg of bromine;

- расход 31% соляной кислоты составляет 0,4 л/кг брома.- the consumption of 31% hydrochloric acid is 0.4 l / kg of bromine.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет извлечь бром из природных хлоридных вод не менее чем на 89-90% и получить солевой бромидный концентрат с содержанием брома 200-350 г/л с затратами электроэнергии 1,5-1,6 кВт·ч/кг брома и расходом соляной кислоты 0,4-0,5 л/кг брома. При экстракционной очистке продукта расход бромида железа на получение концентрата может быть практически сведен к нулю и не превысит 1-2 г/кг брома.Thus, the proposed method allows to extract bromine from natural chloride waters by no less than 89-90% and to obtain bromide salt concentrate with a bromine content of 200-350 g / l with an electric power consumption of 1.5-1.6 kWh / kg of bromine and a flow rate of hydrochloric acid of 0.4-0.5 l / kg of bromine. During the extraction purification of the product, the consumption of iron bromide to obtain a concentrate can be practically reduced to zero and will not exceed 1-2 g / kg of bromine.

Использование окисления брома в электролизере на стадии извлечения и его восстановления при выделении его в продукт обеспечивают безопасность производства за счет устранения поставок на производство токсичного хлора и вывоза потребителю брома в виде солевого концентрата.The use of bromine oxidation in the electrolyzer at the extraction and reduction stage when it is isolated into the product ensures production safety by eliminating the supply of toxic chlorine to production and exporting bromine to the consumer in the form of salt concentrate.

Перечень чертежей к заявке на изобретение «СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БРОМА ИЗ ПРИРОДНЫХ ХЛОРИДНЫХ ВОД С ПОЛУЧЕНИЕМ БРОМИДНОГО КОНЦЕНТРАТА».The list of drawings for the application for the invention "METHOD FOR EXTRACTION OF BROMINE FROM NATURAL CHLORIDE WATERS WITH PRODUCTION OF BROMIDE CONCENTRATE".

Фиг.1. Принципиальная схема получения бромного концентрата при переработке хлоридно-бромидных природных вод и рассолов.Figure 1. Schematic diagram of the production of bromine concentrate in the processing of chloride-bromide natural waters and brines.

Фиг.2. Схема электрохимического получения бромидного концентрата с применением экстракции брома (к примеру 1).Figure 2. Scheme for the electrochemical production of bromide concentrate using bromine extraction (for example 1).

Фиг.3. Схема электрохимического получения бромидного концентрата с применением экстракции брома (к примеру 2).Figure 3. Scheme for the electrochemical production of bromide concentrate using bromine extraction (for example 2).

Фиг.4. Схема электрохимического получения бромидного концентрата с воздушной отдувкой брома (к примеру 3) и возвратом железа в циклFigure 4. Scheme for the electrochemical production of bromide concentrate with air stripping of bromine (for example 3) and the return of iron to the cycle

Claims (5)

1. Способ извлечения брома из природных хлоридных вод с получением бромидного концентрата, включающий окисление бромида до элементарного брома, отделение брома от исходного раствора отдувкой, экстракцией или сорбцией, отличающийся тем, что окисление бромида до элементарного брома осуществляют на аноде двухкамерного электролизера, разделенного катионообменной мембраной, отделяют бром от анолита, извлекают бром из фазы носителя контактом с оборотным католитом с последующим восстановлением брома на катоде с получением бромидного солевого концентрата.1. The method of extraction of bromine from natural chloride waters to obtain a bromide concentrate, including the oxidation of bromide to elemental bromine, separation of bromine from the initial solution by blowing, extraction or sorption, characterized in that the oxidation of bromide to elemental bromine is carried out on the anode of a two-chamber electrolyzer separated by a cation exchange membrane bromine is separated from the anolyte, bromine is removed from the carrier phase by contact with reverse catholyte, followed by reduction of bromine at the cathode to obtain bromide salt of concentrate. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходный бромсодержащий хлоридный раствор подкисляют соляной кислотой до 4-7 г/л.2. The method according to claim 1, characterized in that the initial bromine-containing chloride solution is acidified with hydrochloric acid to 4-7 g / L. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в анодную камеру направляют часть бромсодержащего хлоридного раствора до 10 об.%, которую подкисляют и после анодного окисления объединяют с основной массой бромсодержащего раствора.3. The method according to claim 1, characterized in that a portion of the bromine-containing chloride solution is sent to the anode chamber to 10 vol.%, Which is acidified and combined after the anodic oxidation with the bulk of the bromine-containing solution. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в католит добавляют бромид железа до общей концентрации железа 5-6 г/л.4. The method according to claim 1, characterized in that iron bromide is added to the catholyte to a total iron concentration of 5-6 g / l. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что бромид железа регенерируют и возвращают в процесс путем извлечения из бромидного концентрата экстракцией трибутилфосфатом и реэкстракцией водой. 5. The method according to claim 4, characterized in that the iron bromide is regenerated and returned to the process by extraction from bromide concentrate by extraction with tributyl phosphate and reextraction with water.
RU2007128380/15A 2007-07-23 2007-07-23 Method of bromine extraction from natural chloride water with receiving bromide concentrate RU2360039C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128380/15A RU2360039C2 (en) 2007-07-23 2007-07-23 Method of bromine extraction from natural chloride water with receiving bromide concentrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007128380/15A RU2360039C2 (en) 2007-07-23 2007-07-23 Method of bromine extraction from natural chloride water with receiving bromide concentrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007128380A RU2007128380A (en) 2009-01-27
RU2360039C2 true RU2360039C2 (en) 2009-06-27

Family

ID=40543789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007128380/15A RU2360039C2 (en) 2007-07-23 2007-07-23 Method of bromine extraction from natural chloride water with receiving bromide concentrate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2360039C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814361C1 (en) * 2023-05-24 2024-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" Method of producing metal bromides by electrolytic method from polycomponent hydromineral raw material
WO2024242586A1 (en) * 2023-05-24 2024-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" Method for the electrolytic production of metal bromides

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102311097B (en) * 2011-08-08 2013-06-05 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 Method for extracting bromine from seawater by utilization of bipolar membrane

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138581C1 (en) * 1998-07-10 1999-09-27 Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии Method of isolating iodine and bromine from natural waters
RU2171862C2 (en) * 1998-12-25 2001-08-10 Закрытое акционерное общество "Экостар - Наутех" Method for recovering bromine out of bromine-containing solutions and installation for performing the same
RU2190700C1 (en) * 2001-01-09 2002-10-10 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Method of recovering bromine and iodine from natural waters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138581C1 (en) * 1998-07-10 1999-09-27 Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии Method of isolating iodine and bromine from natural waters
RU2171862C2 (en) * 1998-12-25 2001-08-10 Закрытое акционерное общество "Экостар - Наутех" Method for recovering bromine out of bromine-containing solutions and installation for performing the same
RU2190700C1 (en) * 2001-01-09 2002-10-10 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Method of recovering bromine and iodine from natural waters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КСЕНЗЕНКО В.И., СТАСИНЕВИЧ Д.С. Химия и технология брома, иода и их соединений. - М.: Химия, 1995, с.163. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2814361C1 (en) * 2023-05-24 2024-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" Method of producing metal bromides by electrolytic method from polycomponent hydromineral raw material
WO2024242586A1 (en) * 2023-05-24 2024-11-28 Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" Method for the electrolytic production of metal bromides

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007128380A (en) 2009-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ye et al. Fractionating various nutrient ions for resource recovery from swine wastewater using simultaneous anionic and cationic selective-electrodialysis
Lv et al. Bipolar membrane electrodialysis for the recycling of ammonium chloride wastewater: Membrane selection and process optimization
EP2867388B1 (en) Process and apparatus for generating or recovering hydrochloric acid from metal salt solutions
Dou et al. A review on the removal of Cl (-I) with high concentration from industrial wastewater: Approaches and mechanisms
CN103864249B (en) Method for extracting lithium hydroxide by salt lake brine
CA2944759A1 (en) Processes for preparing lithium hydroxide
CA3109808A1 (en) System for preparing lithium carbonate from lithium hydroxide
CN103451449B (en) Activation extraction separation method for fluorine and chloride ions in zinc sulfate solution
CN113025829B (en) A method of using bipolar membrane electrodialysis to treat copper ore smelting waste residue
CN106379919B (en) A kind of method of comprehensive utilization of the waste liquid containing lithium
Tang et al. Ion migration characteristics during the bipolar membrane electrodialysis treatment of concentrated reverse osmosis brine
CN111472016A (en) A kind of method for preparing hydrogen peroxide by electrolytic recovery of sodium sulfate waste liquid
CN102241448B (en) Comprehensive utilization method of sodium sulfate wastewater
Zhang et al. Batch preparation of ammonium isopolymolybdate solution from ammonium molybdate solutions using bipolar membrane electrodialysis
CN107253782A (en) A kind of ferrikinetics electrochemistry Fenton method for treating water and device
US4486283A (en) Membrane process for converting sodium sulfate into sulfuric acid and sodium carbonate
CN111470677A (en) Method for producing ionic membrane caustic soda by using high-salt organic wastewater generated in epoxy chloropropane production process
CN111268659A (en) Electrolytic reduction regeneration method of wet-process phosphoric acid extract and wet-process phosphoric acid extraction process
RU2360039C2 (en) Method of bromine extraction from natural chloride water with receiving bromide concentrate
RU2482071C2 (en) Removing perchlorate from concentrated salt solutions using amphoteric ion-exchange resins
Tan et al. Enhanced separation of monovalent and divalent ions in high salinity wastewater by selective electrodialysis: Experimental investigation and performance prediction
CN108218101A (en) A kind of high saliferous gas water low-cost processes and method of resource
Pan et al. Cleaner production of ammonium poly-vanadate by membrane electrolysis of sodium vanadate solution: The effect of membrane materials and electrode arrangements
Ge et al. Hybrid electrochemical process and electrodialysis treatment of a rare earth extraction wastewater: Organic removal and Na2SO4 recovery
RU2398734C2 (en) Method of extracting bromine from natural water to obtain metal bromides

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100724