СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЙОДОБРОМСОДЕРЖАЩИХ НАТРИЙХЛОРИДНЫХ ВОД Российский патент 2003 года по МПК C02F1/72 C02F1/04 

Изобретение касается технологии переработки природного гидроминерального сырья, а точнее относится к способу комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод.

Способ найдет применение при утилизации отработанных природных йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, обедненных по содержанию йода, для производства пищевой поваренной соли, обогащенной ионами йода, получения природных лечебных средств, питьевых столовых вод и солей, используемых для бальнеологических процедур.

Известен способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, обеспечивающий в процессе переработки получение реагентов, необходимых для осуществления этого способа - патент РФ 2163572, кл. С 02 F 1/72, 27.02.2001, согласно которому осуществляют нейтрализацию щелочи, содержащейся в исходных йодобромсодержащих натрийхлоридных водах, затем осуществляют подкисление под соляной кислотой и извлечение из них йода путем последовательного его окисления, десорбции, кристаллизации и отделения кристаллического йода от маточных вод. После извлечения йода воды далее подвергают концентрированию и электролизу с получением соляной кислоты и гипохлорида, которые требуются для указанной переработки исходных вод.

Известный способ обеспечивает образование, помимо кристаллического йода, продуктов, предназначенных для получения в дальнейшем, например, сухого пищевого льда, пищевой соли, утяжелителей, используемых при бурении газовых скважин. Наиболее близким аналогом изобретения является способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, известный из патента РФ 2132819, кл. С 02 F 1/72, 10.07.1999, включающий нейтрализацию щелочи, содержащейся в исходных водах, обработку вод соляной кислотой, обработку газообразным хлором и извлечение йода.

Задачей способа согласно изобретению является расширение ассортимента получаемых природных продуктов, обеспечение их высокого качества в условиях сохранения экологической обстановки в прилегающих к производству территориях.

Эта задача решается при комплексной переработке йодобромсодержащих натрийхлоридных вод способом, включающим нейтрализацию щелочи, содержащейся в исходных водах, обработку указанных вод соляной кислотой и извлечение из них йода, при котором, согласно изобретению, после извлечения йода воды, обедненные по содержанию йода, последовательно подвергают первоначальному упариванию до плотности 1150-1170 кг/м³, обработке газообразным хлором с образованием в водах растворенной соли йода в йодатной форме, и повторному упариванию до плотности 1180-1210 кг/м³, обеспечивающему кристаллизацию хлорида натрия и йодата натрия, которые отделяют от вод, обедненных по содержанию хлора, натрия и йода.

Заявляемый способ позволяет утилизировать йодобромсодержащие натрийхлоридные воды после отделения из них кристаллического йода и получать из них йодированную пищевую соль, содержащую йод в количестве не менее 0,5 г/кг, а также раствор, состав которого позволяет использовать его, например, в качестве природного лечебного средства, столовой питьевой воды, лечебных бальнеологических ванн.

Для повышения содержания йода в получаемой йодированной пищевой соли, целесообразно, согласно изобретению, после отделения кристаллизованных хлорида натрия и йодата натрия, воды, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода, вводить на стадию повторного упаривания.

Согласно изобретению, целесообразно после отделения кристаллизованных хлорида натрия и йодата натрия, воды, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода, подвергать электролизу с получением преимущественно гипохлорита натрия или элементарного хлора, которые являются конечными продуктами переработки исходных вод.

Согласно изобретению, для повышения качества получаемой йодированной пищевой соли полезно после первоначального упаривания вводить в воды раствор бикарбоната натрия, обеспечивающий образование и осаждение солей магния, которые отделяют, а оставшийся раствор, обедненный по содержанию солей магния, вводить на стадию повторного упаривания.

Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания способа переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод.

Природные высокоминерализованные йодобромсодержащие натрийхлоридные воды подвергают переработке для получения продуктов, в том числе пищевых, на основе йода и/или брома, и/или натрия, и/или хлора.

Природные йодобромсодержащие натрийхлоридные воды обрабатывают соляной кислотой для нейтрализации щелочи, содержащейся в исходных природных водах, и для их подкисления. Затем по известной технологии осуществляют извлечение из указанных природных вод йода путем последовательного его окисления, десорбции, кристаллизации и отделения кристаллического йода от маточных вод.

Далее, согласно изобретению, отработанные, то есть оставшиеся после отделения кристаллического йода йодобромсодержащие натрийхлоридные воды, то есть воды, обедненные по содержанию йода, имеющие плотность, как правило, около 1031 кг/м³, подвергают первоначальному упариванию до уменьшения объема примерно в пять раз, то есть до плотности 1150-1170 кг/м³, при этом происходит концентрирование, содержащегося, в частности, в водах природного соединения хлористого натрия (NaCl).

Затем упаренные воды подвергают обработке газообразным хлором, при этом протекают в основном следующие химические реакции.

NaJ+Сl₂+Н₂O ------ NaJO₃+НСl
NaBr+Cl₂ ----- Вr₂+NaCl
Как видно из уравнений, при этом в полученном концентрате образуются соли йода в йодатной форме (NaJO₃) и свободный бром (Br₂), который извлекают известным методом десорбции.

Далее, после извлечения брома, осуществляют повторное упаривание до плотности 1180-1210 кг/м³, обеспечивающей кристаллизацию содержащегося в водах природного соединения хлористого натрия (NaCl), a также образованного, как указано выше, йодата натрия, то есть образование кристаллов йодированной пищевой соли, содержащей йод в количестве около 0,5 г/кг. Присутствие в пищевой соли йодата натрия стабилизирует во времени содержание йода в этом пищевом продукте, что обуславливает увеличение срока его хранения.

Согласно изобретению, для снижения содержания в йодированной пищевой соли солей магния, целесообразно после первоначального упаривания вводить в воды, имеющие плотность 1150-1170 кг/м³, бикарбонат натрия (Nа₂Со₃) преимущественно в количестве 0,2 г/л, что обеспечивает кристаллизацию и осаждение солей магния. После фильтрации этих вод со скоростью, равной преимущественно 0,00002 м/сек, достигают отделения кристаллов солей магния от вод.

Воды, обедненные по содержанию солей магния, подвергают, как указано выше, повторному упариванию до плотности 1180-1210 кг/м³ с образованием кристаллов йодированной пищевой соли, более концентрированной по содержанию хлорида натрия и йодата натрия.

Согласно изобретению для повышения содержания йода в получаемой йодированной пищевой соли, целесообразно, после отделения кристаллов хлорида натрия и йодата натрия, воды, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода и, возможно солей магния, возвращать на стадию повторного упаривания.

Образованные при проведении повторного упаривания кристаллы хлорида натрия и йодата натрия далее осаждают в кристаллизаторе и отделяют от вод фильтрацией.

Совершенно понятно, что получаемая йодированная пищевая соль имеет ионный состав, зависящий от состава исходных йодобромсодержащих натрийхлоридных вод. В качестве примера можно привести следующий ионный состав получаемой йодированной пищевой соли, %:
Сl - 59,098
Na⁺ - 38,426
Са²⁺ - 0,010
Mg²⁺ - 0,060
К⁺ - 0,063
НСО₂ ^- - 0,215
СО₃ ^2- - 0,121
Br^-- - 0,092
I^- - 0,019
После отделения кристаллов хлорида натрия и йодата натрия воды возможно подвергают электролизу, используя, например, плотность тока 500 А, с получением преимущественно гипохлорита натрия, брома или элементарного хлора.

Совершенно понятно, что природные минерализованные воды после выделения из них кристаллического йода и кристаллов хлорида натрия и йодата натрия имеет состав, зависящий от состава исходных йодобромсодержащих натрийхлоридных вод. В качестве примера можно назвать следующие компоненты, присутствующие в составе вод после выделения из них кристаллического йода и кристаллов хлорида натрия и йодата натрия, г/л:
Сl^- - 187,75
НСО₃ ^2- - 1,23
СО₃ ^2- - 6,05
Вr₂ ^- - До 5,0
I₂ - До 180,0
Однако усредненный состав природных минерализованных вод после выделения из них кристаллического йода и кристаллов хлорида натрия и йодата натрия, так как это предлагается в настоящем изобретении, позволяет использовать их, в соответствии с основными квалификационными признаками, в качестве природного лечебного средства или столовой питьевой воды или лечебных бальнеологических ванн.

Для получения сухой соли, насыщенной природными микроэлементами, которая также используется в бальнеологических ваннах, после отделения кристаллов хлорида натрия и йодата натрия, так как это предлагается в настоящем изобретении, воды подвергают дальнейшему упариванию до сухого остатка.

Таким образом, заявляемый способ позволяет утилизировать йодобромсодержащие натрийхлоридные воды после отделения из них кристаллического йода и получать из них йодированную пищевую соль, содержащую йод в количестве не менее 0,5 г/кг; природный раствор, состав которого позволяет использовать его, например, в качестве природного лечебного средства, столовой питьевой воды, лечебных бальнеологических ванн; а также гипохлорит натрия, бром или элементарный хлор.

Заявляемый способ переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод позволяет расширить ассортимент получаемых природных продуктов и при этом обеспечивает их высокое качество в условиях сохранения экологической обстановки в прилегающих к производству территориях благодаря отсутствию отходов переработки.

Изобретение касается технологии переработки природного гидроминерального сырья и найдет применение при утилизации отработанных природных йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, обедненных по содержанию йода, для получения природных лечебных средств, для производства пищевой поваренной соли, питьевых столовых вод и солей, используемых для бальнеологических процедур. Изобретение обеспечивает расширение ассортимента получаемых природных продуктов высокого качества в условиях сохранения экологической чистоты в прилегающих к производству территориях. Способ включает нейтрализацию щелочи, содержащейся в исходных водах, обработку вод соляной кислотой и извлечение из них йода, последовательное первоначальное упаривание вод, обедненных по содержанию йода, до плотности 1150-1170 кг/м³, обработку упаренных вод газообразным хлором с образованием в них соли йода в йодатной форме, повторное упаривание до плотности 1180-1210 кг/м³, обеспечивающее образование кристаллов хлорида натрия и йодата натрия и отделение их от вод, обедненных по содержанию хлора, натрия и йода. 3 з.п.ф-лы.

1. Способ комплексной переработки йодобромсодержащих натрийхлоридных вод, включающий нейтрализацию щелочи, содержащейся в исходных водах, обработку указанных вод соляной кислотой, газообразным хлором и извлечение из них йода, отличающийся тем, что после извлечения йода воды, обедненные по содержанию йода, последовательно подвергают первоначальному упариванию до плотности 1150-1170 кг/м³, обработку газообразным хлором ведут с образованием в водах растворенной соли йода в йодатной форме, и повторному упариванию до плотности 1180-1210 кг/м³, обеспечивающему кристаллизацию хлорида натрия и йодата натрия, которые отделяют от вод, обедненных по содержанию хлора, натрия и йода. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воды на стадию повторного упаривания вводят после отделения кристаллизованных хлорида натрия и йодата натрия, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после отделения кристаллизованных хлорида натрия и йодата натрия, воды, обедненные по содержанию хлора, натрия и йода, подвергают электролизу с получением преимущественно гипохлорида натрия или элементарного хлора. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после первоначального упаривания в воды вводят раствор бикарбоната натрия, обеспечивающий образование и осаждение солей магния, которые отделяют, а оставшийся раствор, обедненный по содержанию солей магния, вводят на стадию повторного упаривания.