一种从卤水中提取溴化钠的方法与流程

专利检索2022-05-11  6



1.本发明涉及卤水中提取溴化钠的技术领域,具体涉及一种从卤水中提取溴化钠的方法。


背景技术:

2.溴化钠是一种无色立方晶系晶体或白色颗粒状粉末,无臭,味咸而微苦。溴化钠在空气中易吸收水分而结块,但不潮解。溴化钠易溶于水,水溶液呈中性。溴化钠微溶于醇,可与稀硫酸反应生成溴化氢。在酸性条件下,溴化钠能被氧化,游离出溴。溴化钠可用于感光工业,香料工业,印染工业等工业,还可用于微量测定镉,制造溴化物,无机和有机合成,照相纸版等方面。
3.目前工业上常用微过量的溴,直接加入饱和氢氧化钠热溶液中,生成溴化物和溴酸盐的混合物,后将混合物蒸发至干,所得到的固体残渣与碳粉混合加热,把溴酸盐还原为溴化物,最后用水溶解,再过滤结晶,于110至130℃干燥即得溴化钠。而国内制溴行业从卤水中提溴普遍采用氯气氧化、空气吹出的方法,即卤水在酸性条件下,用氯气作氧化剂,溴离子被氧化成溴分子。然后用空气将卤水中的溴分子吹出,再用吸收剂将空气中的溴分子吸收富集生成溴化钠溶液或氢溴酸溶液。最后再用氯气将富集的溴化钠溶液或氢溴酸溶液进行二次氧化,通过蒸馏制得溴素产品。总之,在制溴过程中需要消耗大量的氯气,产生大量的酸性的高盐废水,氯气储存和运输过程中存在着比较大的风险,而高盐废水的处理又给企业带来非常大的负担,同时可能对环境造成比较大的损害,这严重制约着制溴行业的发展。


技术实现要素:

4.本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足,提供一种从卤水中提取溴化钠的方法,不使用氯气,不会产生高盐的酸性废水,操作安全、环保,大大减少了企业的生产成本。
5.为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
6.一种从卤水中提取溴化钠的方法,包括以下步骤:
7.a:将卤水通入离子膜电解槽的阳极室,溴化亚铁加入至离子膜电解槽的阴极室,通电电解后卤水中的溴离子在阳极发生氧化反应生成溴分子,阳极室内的卤水变成氧化液;
8.b:将从阳极室内溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴素被吹出塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔;
9.c:在吸收塔内,含溴空气中的溴素随空气自下而上,被吸收塔顶部喷淋而下的溴化亚铁溶液吸收,生成溴化铁,最终得到含有溴化铁和溴化亚铁的混合液;
10.d:将混合液打入电解槽的阴极室,溴化铁中的铁离子在阴极发生还原反应生成溴化亚铁,还原反应得到的溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴
化钠,最终得到含有溴化亚铁、溴化钠和少量溴化铁的还原液;
11.e:还原液通过阴极室持续溢流至吸收塔,与吸收塔内的液体混合均匀后得吸收液;
12.f:吸收液一部分打入阴极室做为电解液使用,另一部分溢流至吸收液贮罐,向吸收液贮罐内的吸收液滴加烧碱得悬浊液,其中的亚铁离子和铁离子将以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤得滤液和滤渣,滤液即为溴化钠溶液。
13.优选的,氧化液中溴分子的氧化率为94~96%,所述氧化率即氧化液中溴分子的实际含量与氧化液中溴分子理论产量之间的比值。
14.优选的,向步骤f的滤渣中加入氢溴酸,溶解后得溶解液,溶解液加入吸收塔中再次进行溴素的吸收和溴化铁的还原。
15.优选的,步骤a中电解的电流密度为1000a~2000a/m2。
16.优选的,稳定时吸收液中溴化钠的浓度为20~23%。
17.优选的,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为150:1~200:1。
18.优选的,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为50:1~70:1。
19.优选的,步骤f中烧碱滴加至悬浊液的ph至7.0时结束。
20.优选的,吸收液中总的铁元素含量为5.3~5.7g/l。
21.优选的,吹出塔底部的吹废卤水回填至原卤水取处。
22.1.氧化液的制备
23.含溴卤水中有大量的氯离子与溴离子共存,由于溴离子的电极电位(br2/br-=1.0873v)低于氯离子的电极电位(cl2/cl-=1.3582v),在通电的条件下,溴离子先于氯离子放电,生成单质溴。将卤水打入电解槽的阳极室,卤水中的溴离子在阳极上发生氧化反应,被氧化成溴分子,卤水变成氧化液。反应式为:
24.2br-‑
2e—br2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
25.2.溴素吹出
26.从电解槽阳极室溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中溴素被自下而上的空气吹出,随着空气由吸收塔的底部吹入,吹出塔内的吹废卤水回填至原卤水取处,不需要进行额外的处理,节约了成本,对环境无害。
27.3.溴素的吸收
28.在吸收塔中,空气中的溴素随空气自下而上被由吸收塔的顶部喷淋而下溴化亚铁溶液吸收,生成溴化铁,反应式为:
29.br2 2febr2—2febr3ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
30.4.溴化铁的还原
31.将吸收塔中的吸收液打入电解槽的阴极室,溴化铁溶液中的铁离子在阴极上发生还原反应,被还原成亚铁离子,溴化铁溶液变成溴化亚铁溶液,重新进入吸收塔用于溴素的吸收。反应式为:
32.fe
3
e—fe
2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
33.febr3 e—febr2 br-ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
34.5.吸收液的精制
35.通过上述1-4的操作,卤水中溴离子被富集到吸收液中,在电解槽的阴极室中溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴化钠反应式为:
36.na

br-—nabr
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
37.向吸收液滴加烧碱溶液,其中的亚铁离子、铁离子会以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤,滤液为溴化钠溶液(产品),滤渣用氢溴酸溶解后重新返回吸收液、阴极液系统。
38.由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
39.1、直接以卤水作为原料,仅需电能,消耗少量的铁粉、氢溴酸和氢氧化钠即可从卤水中提取溴化钠,成本低。
40.2、卤水提溴时通过离子膜电解槽电解进行制溴,不使用氯气进行氧化,不需要对氯气进行储存和运输,操作更加安全。
41.3、卤水提溴时不需要蒸馏,没有副产品产生,省去了蒸汽成本,同时反应不会产生高盐废水,对环境友好,后期废水处理费用大大降低。
42.4、过滤产生的滤渣加入氢溴酸处理后可以反复使用,节约了资源,降低了成本。
43.5、含溴空气中的溴气只在吹出塔和吸收塔之间通过风机进行循环,不会出现溴气溢出至外界空气中的情况,安全性高,同时溴气可以被充分的吸收,卤水的利用率高。
44.6、吹出塔内的吹废卤水回填至原卤水取处,不需要进行额外的处理,节约了成本,对环境无害。
附图说明
45.图1是本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
46.下面结合实施例和附图,进一步阐述本发明。
47.实施例1
48.将卤水持续通入离子膜电解槽的阳极室的底部,阳极室内的卤水通过溢流进入吹出塔,吹出塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的底部气相入口,吸收塔顶部的气相出口通过风机连接至吹出塔底部的空气入口,即风机同时作为吸收塔内抽气的动力源和吹出塔内供气的动力源,吸收塔底部的溴化亚铁溶液通过管道连通至阴极室的底部入口,阴极室内的溴化亚铁溶液通过溢流进入吸收塔,这样建立起卤水进入阳极室并溢流至吹出塔,溴化亚铁溶液从吸收塔进入阴极室然后从阴极室溢流至吸收塔的循环。
49.离子膜电解槽通电,电流密度为1000a/m2,电解后卤水中的溴离子在阳极发生氧化反应生成溴分子,阳极室内的卤水变成氧化液,系统稳定后,控制氧化液中溴分子的氧化率为94%,所述氧化率即氧化液中溴分子的实际含量与氧化液中溴分子理论产量之间的比值。
50.将从阳极室内溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴素被吹出塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为150:1。
51.在吸收塔内,含溴空气中的溴素随空气自下而上,被吸收塔顶部喷淋而下的溴化
亚铁溶液吸收,生成溴化铁,最终得到含有溴化铁和溴化亚铁的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为50:1。
52.将混合液打入电解槽的阴极室,溴化铁中的铁离子在阴极发生还原反应生成溴化亚铁,还原反应得到的溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴化钠,最终得到含有溴化亚铁、溴化钠和少量溴化铁的还原液。本实施例中的离子膜为阳离子交换膜,只允许一价阳离子通过,具体型号为东岳df488s离子交换膜。
53.还原液通过阴极室持续溢流至吸收塔,与吸收塔内的液体混合均匀后得吸收液,稳定时控制吸收液中溴化钠的浓度为20%,吸收液中总的铁元素含量为5.3g/l。吸收液一部分打入阴极室作为电解液使用,另一部分溢流至吸收液贮罐,向吸收液贮罐内的吸收液滴加烧碱得悬浊液,至悬浊液的ph至7.0时结束,其中的亚铁离子和铁离子将以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤得滤液和滤渣,向滤渣中加入氢溴酸,溶解后得溶解液,溶解液加入吸收塔中再次进行溴素的吸收和溴化铁的还原,滤液即为溴化钠溶液。
54.实施例2
55.将卤水通入离子膜电解槽的阳极室,阳极室内的卤水通过溢流进入吹出塔,吹出塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的底部气相入口,吸收塔顶部的气相出口通过风机连接至吹出塔底部的空气入口,即风机同时作为吸收塔内抽气的动力源和吹出塔内供气的动力源,吸收塔底部的溴化亚铁溶液通过管道连通至阴极室的底部入口,阴极室内的溴化亚铁溶液通过溢流进入吸收塔,这样建立起卤水进入阳极室并溢流至吹出塔,溴化亚铁溶液从吸收塔进入阴极室然后从阴极室溢流至吸收塔的循环。
56.离子膜电解槽通电,电流密度为1000a/m2,电解后卤水中的溴离子在阳极发生氧化反应生成溴分子,阳极室内的卤水变成氧化液,系统稳定时,控制氧化液中溴分子的氧化率为95%,所述氧化率即氧化液中溴分子的实际含量与氧化液中溴分子理论产量之间的比值。
57.将从阳极室内溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴素被吹出塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为150:1。
58.在吸收塔内,含溴空气中的溴素随空气自下而上,被吸收塔顶部喷淋而下的溴化亚铁溶液吸收,生成溴化铁,最终得到含有溴化铁和溴化亚铁的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为50:1。
59.将混合液打入电解槽的阴极室,溴化铁中的铁离子在阴极发生还原反应生成溴化亚铁,还原反应得到的溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴化钠,最终得到含有溴化亚铁、溴化钠和少量溴化铁的还原液。本实施例中的离子膜为阳离子交换膜,只允许一价阳离子通过,具体型号为东岳df488s离子交换膜。
60.还原液通过阴极室持续溢流至吸收塔,与吸收塔内的液体混合均匀后得吸收液,稳定时控制吸收液中溴化钠的浓度为20%,吸收液中总的铁元素含量为5.3g/l。吸收液一部分打入阴极室作为电解液使用,另一部分溢流至吸收液贮罐,向吸收液贮罐内的吸收液滴加烧碱得悬浊液,至悬浊液的ph至7.0时结束,其中的亚铁离子和铁离子将以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤得滤液和滤渣,向滤渣中加入氢溴酸,溶解后得溶解液,溶解液加入吸收塔中再次进行溴素的吸收和溴化铁的还原,滤液即为溴化钠溶液。
61.实施例3
62.将卤水通入离子膜电解槽的阳极室,阳极室内的卤水通过溢流进入吹出塔,吹出塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的底部气相入口,吸收塔顶部的气相出口通过风机连接至吹出塔底部的空气入口,即风机同时作为吸收塔内抽气的动力源和吹出塔内供气的动力源,吸收塔底部的溴化亚铁溶液通过管道连通至阴极室的底部入口,阴极室内的溴化亚铁溶液通过溢流进入吸收塔,这样建立起卤水进入阳极室并溢流至吹出塔,溴化亚铁溶液从吸收塔进入阴极室然后从阴极室溢流至吸收塔的循环。
63.离子膜电解槽通电,电流密度为1000a/m2,电解后卤水中的溴离子在阳极发生氧化反应生成溴分子,阳极室内的卤水变成氧化液,系统稳定时,控制氧化液中溴分子的氧化率为96%,所述氧化率即氧化液中溴分子的实际含量与氧化液中溴分子理论产量之间的比值。
64.将从阳极室内溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴素被吹出塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为150:1。
65.在吸收塔内,含溴空气中的溴素随空气自下而上,被吸收塔顶部喷淋而下的溴化亚铁溶液吸收,生成溴化铁,最终得到含有溴化铁和溴化亚铁的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为50:1。
66.将混合液打入电解槽的阴极室,溴化铁中的铁离子在阴极发生还原反应生成溴化亚铁,还原反应得到的溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴化钠,最终得到含有溴化亚铁、溴化钠和少量溴化铁的还原液。本实施例中的离子膜为阳离子交换膜,只允许一价阳离子通过,具体型号为东岳df488s离子交换膜。
67.还原液通过阴极室持续溢流至吸收塔,与吸收塔内的液体混合均匀后得吸收液,稳定时控制吸收液中溴化钠的浓度为20%,吸收液中总的铁元素含量为5.3g/l。吸收液一部分打入阴极室作为电解液使用,另一部分溢流至吸收液贮罐,向吸收液贮罐内的吸收液滴加烧碱得悬浊液,至悬浊液的ph至7.0时结束,其中的亚铁离子和铁离子将以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤得滤液和滤渣,向滤渣中加入氢溴酸,溶解后得溶解液,溶解液加入吸收塔中再次进行溴素的吸收和溴化铁的还原,滤液即为溴化钠溶液。
68.实施例4
69.将卤水通入离子膜电解槽的阳极室,阳极室内的卤水通过溢流进入吹出塔,吹出塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的底部气相入口,吸收塔顶部的气相出口通过风机连接至吹出塔底部的空气入口,即风机同时作为吸收塔内抽气的动力源和吹出塔内供气的动力源,吸收塔底部的溴化亚铁溶液通过管道连通至阴极室的底部入口,阴极室内的溴化亚铁溶液通过溢流进入吸收塔,这样建立起卤水进入阳极室并溢流至吹出塔,溴化亚铁溶液从吸收塔进入阴极室然后从阴极室溢流至吸收塔的循环。
70.离子膜电解槽通电,电流密度为1500a/m2,电解后卤水中的溴离子在阳极发生氧化反应生成溴分子,阳极室内的卤水变成氧化液,系统稳定时,控制氧化液中溴分子的氧化率为95%,所述氧化率即氧化液中溴分子的实际含量与氧化液中溴分子理论产量之间的比值。
71.将从阳极室内溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴素被吹出
塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为180:1。
72.在吸收塔内,含溴空气中的溴素随空气自下而上,被吸收塔顶部喷淋而下的溴化亚铁溶液吸收,生成溴化铁,最终得到含有溴化铁和溴化亚铁的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为60:1。
73.将混合液打入电解槽的阴极室,溴化铁中的铁离子在阴极发生还原反应生成溴化亚铁,还原反应得到的溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴化钠,最终得到含有溴化亚铁、溴化钠和少量溴化铁的还原液。本实施例中的离子膜为阳离子交换膜,只允许一价阳离子通过,具体型号为东岳df488s离子交换膜。
74.还原液通过阴极室持续溢流至吸收塔,与吸收塔内的液体混合均匀后得吸收液,稳定时控制吸收液中溴化钠的浓度为21%,吸收液中总的铁元素含量为5.5g/l。吸收液一部分打入阴极室作为电解液使用,另一部分溢流至吸收液贮罐,向吸收液贮罐内的吸收液滴加烧碱得悬浊液,至悬浊液的ph至7.0时结束,其中的亚铁离子和铁离子将以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤得滤液和滤渣,向滤渣中加入氢溴酸,溶解后得溶解液,溶解液加入吸收塔中再次进行溴素的吸收和溴化铁的还原,滤液即为溴化钠溶液。
75.实施例5
76.将卤水通入离子膜电解槽的阳极室,阳极室内的卤水通过溢流进入吹出塔,吹出塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的底部气相入口,吸收塔顶部的气相出口通过风机连接至吹出塔底部的空气入口,即风机同时作为吸收塔内抽气的动力源和吹出塔内供气的动力源,吸收塔底部的溴化亚铁溶液通过管道连通至阴极室的底部入口,阴极室内的溴化亚铁溶液通过溢流进入吸收塔,这样建立起卤水进入阳极室并溢流至吹出塔,溴化亚铁溶液从吸收塔进入阴极室然后从阴极室溢流至吸收塔的循环。
77.离子膜电解槽通电,电流密度为2000a/m2,电解后卤水中的溴离子在阳极发生氧化反应生成溴分子,阳极室内的卤水变成氧化液,系统稳定时,控制氧化液中溴分子的氧化率为95%,所述氧化率即氧化液中溴分子的实际含量与氧化液中溴分子理论产量之间的比值。
78.将从阳极室内溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴素被吹出塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为200:1。
79.在吸收塔内,含溴空气中的溴素随空气自下而上,被吸收塔顶部喷淋而下的溴化亚铁溶液吸收,生成溴化铁,最终得到含有溴化铁和溴化亚铁的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为60:1。
80.将混合液打入电解槽的阴极室,溴化铁中的铁离子在阴极发生还原反应生成溴化亚铁,还原反应得到的溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴化钠,最终得到含有溴化亚铁、溴化钠和少量溴化铁的还原液。本实施例中的离子膜为阳离子交换膜,只允许一价阳离子通过,具体型号为东岳df488s离子交换膜。
81.还原液通过阴极室持续溢流至吸收塔,与吸收塔内的液体混合均匀后得吸收液,稳定时控制吸收液中溴化钠的浓度为23%,吸收液中总的铁元素含量为5.7g/l。吸收液一部分打入阴极室作为电解液使用,另一部分溢流至吸收液贮罐,向吸收液贮罐内的吸收液
滴加烧碱得悬浊液,至悬浊液的ph至7.0时结束,其中的亚铁离子和铁离子将以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤得滤液和滤渣,向滤渣中加入氢溴酸,溶解后得溶解液,溶解液加入吸收塔中再次进行溴素的吸收和溴化铁的还原,滤液即为溴化钠溶液。
82.实施例6
83.将卤水通入离子膜电解槽的阳极室,阳极室内的卤水通过溢流进入吹出塔,吹出塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的底部气相入口,吸收塔顶部的气相出口通过风机连接至吹出塔底部的空气入口,即风机同时作为吸收塔内抽气的动力源和吹出塔内供气的动力源,吸收塔底部的溴化亚铁溶液通过管道连通至阴极室的底部入口,阴极室内的溴化亚铁溶液通过溢流进入吸收塔,这样建立起卤水进入阳极室并溢流至吹出塔,溴化亚铁溶液从吸收塔进入阴极室然后从阴极室溢流至吸收塔的循环。
84.离子膜电解槽通电,电流密度为2000a/m2,电解后卤水中的溴离子在阳极发生氧化反应生成溴分子,阳极室内的卤水变成氧化液,系统稳定时,控制氧化液中溴分子的氧化率为95%,所述氧化率即氧化液中溴分子的实际含量与氧化液中溴分子理论产量之间的比值。
85.将从阳极室内溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴素被吹出塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为200:1。
86.在吸收塔内,含溴空气中的溴素随空气自下而上,被吸收塔顶部喷淋而下的溴化亚铁溶液吸收,生成溴化铁,最终得到含有溴化铁和溴化亚铁的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为70:1。
87.将混合液打入电解槽的阴极室,溴化铁中的铁离子在阴极发生还原反应生成溴化亚铁,还原反应得到的溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴化钠,最终得到含有溴化亚铁、溴化钠和少量溴化铁的还原液。本实施例中的离子膜为阳离子交换膜,只允许一价阳离子通过,具体型号为东岳df488s离子交换膜。
88.还原液通过阴极室持续溢流至吸收塔,与吸收塔内的液体混合均匀后得吸收液,稳定时控制吸收液中溴化钠的浓度为22%,吸收液中总的铁元素含量为5.6g/l。吸收液一部分打入阴极室作为电解液使用,另一部分溢流至吸收液贮罐,向吸收液贮罐内的吸收液滴加烧碱得悬浊液,至悬浊液的ph至7.0时结束,其中的亚铁离子和铁离子将以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤得滤液和滤渣,向滤渣中加入氢溴酸,溶解后得溶解液,溶解液加入吸收塔中再次进行溴素的吸收和溴化铁的还原,滤液即为溴化钠溶液。
89.实施例7
90.将卤水通入离子膜电解槽的阳极室,阳极室内的卤水通过溢流进入吹出塔,吹出塔的顶端气相出口通过管道连通至吸收塔的底部气相入口,吸收塔顶部的气相出口通过风机连接至吹出塔底部的空气入口,即风机同时作为吸收塔内抽气的动力源和吹出塔内供气的动力源,吸收塔底部的溴化亚铁溶液通过管道连通至阴极室的底部入口,阴极室内的溴化亚铁溶液通过溢流进入吸收塔,这样建立起卤水进入阳极室并溢流至吹出塔,溴化亚铁溶液从吸收塔进入阴极室然后从阴极室溢流至吸收塔的循环。
91.离子膜电解槽通电,电流密度为2000a/m2,电解后卤水中的溴离子在阳极发生氧化反应生成溴分子,阳极室内的卤水变成氧化液,系统稳定时,控制氧化液中溴分子的氧化
率为96%,所述氧化率即氧化液中溴分子的实际含量与氧化液中溴分子理论产量之间的比值。
92.将从阳极室内溢流出的氧化液由吹出塔的顶部喷淋而下,氧化液中的溴素被吹出塔内自下而上的空气吹出形成含溴空气,并最终从吸收塔的底部进入吸收塔,进入吹出塔的空气与吹出塔中喷淋氧化液的气液流量比为200:1。
93.在吸收塔内,含溴空气中的溴素随空气自下而上,被吸收塔顶部喷淋而下的溴化亚铁溶液吸收,生成溴化铁,最终得到含有溴化铁和溴化亚铁的混合液,进入吸收塔的含溴空气的流量与吸收塔的自循环喷淋流量的气液流量比为70:1。
94.将混合液打入电解槽的阴极室,溴化铁中的铁离子在阴极发生还原反应生成溴化亚铁,还原反应得到的溴离子与由阳极室透过离子膜迁移过来的水合钠离子结合生成溴化钠,最终得到含有溴化亚铁、溴化钠和少量溴化铁的还原液。本实施例中的离子膜为阳离子交换膜,只允许一价阳离子通过,具体型号为东岳df488s离子交换膜。
95.还原液通过阴极室持续溢流至吸收塔,与吸收塔内的液体混合均匀后得吸收液,稳定时控制吸收液中溴化钠的浓度为23%,吸收液中总的铁元素含量为5.7g/l。吸收液一部分打入阴极室作为电解液使用,另一部分溢流至吸收液贮罐,向吸收液贮罐内的吸收液滴加烧碱得悬浊液,至悬浊液的ph至7.0时结束,其中的亚铁离子和铁离子将以沉淀的形式析出,将悬浊液过滤得滤液和滤渣,向滤渣中加入氢溴酸,溶解后得溶解液,溶解液加入吸收塔中再次进行溴素的吸收和溴化铁的还原,滤液即为溴化钠溶液。
96.按照实施例1-7的控制参数,系统连续运行稳定后分别截取1小时内的工艺指标,得出以下结果:
97.表1
[0098][0099][0100]
通过表格可以看出,使用本发明方法制得的溴化钠收率高,同时电能消耗低,溴化亚铁的补加量少,以沉淀形式析出的铁离子和亚铁离子可以重复回用,原料直接采用卤水,生产成本特别低,同时对环境危害特别小。
[0101]
应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,
在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
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