一種用于提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的反應(yīng)萃取耦合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于化學(xué)化工【技術(shù)領(lǐng)域】的一種用于提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的反應(yīng)萃取耦合方法，該方法的具體實(shí)施過程是：首先將氧化劑氯氣溶于烷烴或鹵代烷烴萃取劑中，然后將溶有氯氣的萃取劑和含溴離子或碘離子的水溶液進(jìn)行混合，充分進(jìn)行溴、碘離子的氧化反應(yīng)，最后經(jīng)過相分離獲得富含溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的萃取溶液。該方法的特點(diǎn)是將溴、碘離子的氧化反應(yīng)和溴、碘單質(zhì)的萃取技術(shù)相耦合，減少操作流程，降低過程能耗，可以獲得高濃度的溴、碘有機(jī)溶液便于后續(xù)的分離和利用，工業(yè)上可應(yīng)用于從經(jīng)提濃的海水、鹽湖鹵水或者含溴、碘元素的工業(yè)原料與廢水中提取溴、碘元素。
【專利說明】一種用于提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的反應(yīng)萃取耦合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種從溴離子、碘離子的水溶液中提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的反應(yīng)萃取耦合方法。
技術(shù)背景
[0002]從含有溴離子或碘離子的水溶液中提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)是獲取溴、碘資源的重要方法。工業(yè)上生產(chǎn)溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的主要過程是通過向提濃海水、鹽湖齒水或者其他工業(yè)原料以及廢水中通入氯氣，利用氯氣的氧化作用將其中以離子形式存在的溴或碘氧化成為溴單質(zhì)或碘單質(zhì)，再經(jīng)過蒸汽或者空氣氣提從溴、碘單質(zhì)的水溶液中將其分離。由于原料液中溴離子或碘離子多以稀溶液的形式存在，溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的富集過程能耗高、過程復(fù)雜，同時由于氯、溴、碘元素的強(qiáng)腐蝕性，富集過程對于設(shè)備的密封性、耐腐蝕性和安全性要求很高。通過溶劑萃取法從含溴碘單質(zhì)的水溶液中將溴、碘元素富集后再通過精餾的方法獲得溴碘單質(zhì)是潛在的高效提取溴碘元素的方法。溶劑萃取法相對于蒸汽或者熱空氣氣提的方法的優(yōu)勢在于，通過溶劑萃取過程可以對溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的溶液進(jìn)行濃縮便于后續(xù)處理，同時較低的操作溫度和先富集再分離的特點(diǎn)也有利于降低過程的能耗；但這一過程的劣勢在于流程工藝長、操作復(fù)雜，目前還未大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中。將氧化反應(yīng)與萃取富集相耦合的過程對于提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減少操作步驟十分重要，而實(shí)現(xiàn)溴、碘提取過的反應(yīng)萃取耦合的關(guān)鍵技術(shù)在于萃取劑的選擇和萃取反應(yīng)工藝條件的制定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的反應(yīng)萃取耦合方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]本發(fā)明需求的萃取劑應(yīng)不易與高活性的氯分子反應(yīng)，同時對于溴、碘單質(zhì)又有較高的富集倍數(shù)，而能滿足這些條件的萃取劑經(jīng)篩選后僅有烷烴和鹵代烷烴。
[0006]另外，萃取反應(yīng)工藝條件的制定決定了過程效率和能耗，依據(jù)熱力學(xué)基本原理，高溫有利于提高反應(yīng)速率同時提高溴碘的富集程度，但高溫帶來更高的能耗，因此在實(shí)際操作中需要綜合考慮生產(chǎn)效率和能耗。
[0007]基于以上原理，本發(fā)明提出了一種用于提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的反應(yīng)萃取耦合方法，通過萃取劑和反應(yīng)萃取工藝的搭配實(shí)現(xiàn)了溴、碘單質(zhì)的高效、低成本的提取，有利于推進(jìn)溶劑萃取法的產(chǎn)業(yè)化道路。該耦合方法具體包括如下步驟:將氯氣溶解于萃取劑中，該萃取劑為烷烴或鹵代烷烴；然后將溶含有氯的萃取劑與含有溴離子、碘離子的一種以上的水溶液混合均勻，進(jìn)行溴、碘離子的氧化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)相分離得到含有溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的萃取溶液，將其處理后得到溴單質(zhì)或碘單質(zhì)。
[0008]上述萃取劑 為己烷、庚烷、辛烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳或二氯乙烷。
[0009]將氯氣溶解于萃取劑中，萃取劑中氯氣的濃度為0.3mmol/L~0.3mol/L。
[0010]上述水溶液中溴離子與碘離子的總濃度為0.lmmol/L~0.8mol/L。[0011]上述水溶液中若含有溴離子，其濃度為0.lmmol/L~0.6mol/L ;上述水溶液中若含有碘離子，其濃度為1.0mmol/L~0.8mol/L。
[0012]上述氧化反應(yīng)的溫度為10°C~60°C。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明通過反應(yīng)萃取耦合簡化了操作流程，降低了過程成本，選擇烷烴和鹵代烷烴作為萃取劑保證萃取劑的穩(wěn)定性，使其不易被氯氣氧化，并通過使用萃取過程對溴單質(zhì)和碘單質(zhì)進(jìn)行濃縮，溴單質(zhì)和碘單質(zhì)的收率可以達(dá)到90%以上，有利于推進(jìn)萃取法提取溴碘過程的工業(yè)化。工業(yè)上可應(yīng)用于從經(jīng)提濃的海水、鹽湖鹵水或者含溴、碘元素的工業(yè)原料與廢水中提取溴、碘元素。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)例詳細(xì)說明本發(fā)明，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0015]實(shí)施例1
[0016]本發(fā)明的用于提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的反應(yīng)萃取耦合方法，在具體實(shí)施過程中，萃取劑分別選用烷烴、鹵代烷聽中的己烷、庚烷、辛烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷；含有溴離子、碘離子的水溶液選擇溴化鈉水溶液、碘化鉀水溶液、溴化鉀與碘化鉀的混合溶液。向萃取劑中溶入與溴、碘離子滿足化學(xué)計量比的氯氣，再將萃取劑與上述水溶液進(jìn)行混合，充分反應(yīng)后，靜置分相，測量萃取劑中溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的質(zhì)量，計算過程收率，收率(%)=萃取溶液中溴單質(zhì)、碘單質(zhì)的質(zhì)量/初始水溶液中溴離子、碘離子的質(zhì)量X 100%。
[0017]實(shí)施結(jié)果如下:
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種用于提取溴單質(zhì)或碘單質(zhì)的反應(yīng)萃取耦合方法，其特征在于，具體方法包括如下步驟:將氯氣溶解于萃取劑中，該萃取劑為烷烴或鹵代烷烴；然后將溶含有氯的萃取劑與含有溴離子、碘離子的一種以上的水溶液混合均勻，進(jìn)行溴、碘離子的氧化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)相分離得到富含產(chǎn)物的萃取溶液，將其處理后得到溴單質(zhì)或碘單質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)萃取耦合方法，其特征在于，所述萃取劑為己烷、庚烷、辛烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳或二氯乙烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)萃取耦合方法，其特征在于，所述含有氯的萃取劑中氯分子的摩爾濃度為0.3mmol/L~0.3mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)萃取耦合方法，其特征在于，所述水溶液中溴離子與碘離子的總濃度為0.lmmol/L~0.8mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)萃取耦合方法，其特征在于，所述水溶液中若含有溴離子，其濃度為0.lmmol/L~0.6mol/L ;所述水溶液中若含有碘離子，其濃度為1.0mmol/L~0.8mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)萃取耦合方法，其特征在于，所述氧化反應(yīng)的溫度為10。。~60。。。
【文檔編號】C01B7/09GK103754823SQ201410008506
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】駱廣生, 王凱, 趙方, 呂陽成 申請人:清華大學(xué)