[發(fā)明專(zhuān)利]一種從提鉀老鹵中提取溴及生產(chǎn)溴化鈉的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210676556.7
• 申請(qǐng)日: 2022-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114875428A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊穎;蘇晨昱;宋興福;于建國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C25B1/24
• 分類(lèi)號(hào): C25B1/24;C25B1/50;C01D3/10
• 代理公司: 上海華工專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 31104
• 代理人: 繆利明;趙凌

本發(fā)明提供了一種從提鉀老鹵中提取溴及生產(chǎn)溴化鈉的方法，包括以下步驟：將提鉀老鹵通入電解裝置的陽(yáng)極室，將樹(shù)脂吸附流出液通入陰極室，以恒流模式通過(guò)直流電流，溴離子反應(yīng)生成溴單質(zhì)；將陽(yáng)極室中的提鉀老鹵通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂，溴單質(zhì)吸附于樹(shù)脂上成為載溴樹(shù)脂，提鉀老鹵通過(guò)樹(shù)脂得到所述樹(shù)脂吸附流出液；向載溴樹(shù)脂通入還原劑，將載溴樹(shù)脂上吸附的溴單質(zhì)還原為溴離子，并加入氫氧化鈉反應(yīng)得到硫酸鈉和溴化鈉混合溶液；將所述混合溶液經(jīng)分質(zhì)結(jié)晶得到硫酸鈉固體和溴化鈉產(chǎn)品。所述方法避免了傳統(tǒng)氯氣氧化帶來(lái)的儲(chǔ)存運(yùn)輸安全問(wèn)題與環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)將提溴后的老鹵轉(zhuǎn)化為中性，降低對(duì)固化回填過(guò)程的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化工老鹵提溴的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從提鉀老鹵中提取溴及生產(chǎn)溴化鈉的方法。

背景技術(shù)

溴化鈉是一種無(wú)機(jī)化合物，呈無(wú)色立方晶系晶體或白色顆粒狀粉末，無(wú)臭，味咸而微苦，廣泛應(yīng)用于感光工業(yè)，醫(yī)藥工業(yè)，香料工業(yè)，印染工業(yè)等，還可用于制造溴化物，有機(jī)合成，照相紙版等方面。

目前，工業(yè)上普遍采用氫氧化鈉吸收溴素的方法，或利用氫溴酸與氫氧化鈉中和的方法生產(chǎn)溴化鈉，以上兩種方法均產(chǎn)生雜質(zhì)溴酸鈉。例如工業(yè)上一般采用溴素與氫氧化鈉熱溶液反應(yīng)，溶液蒸干后得到溴化鈉與溴酸鈉的混合物，利用碳粉將混合物中溴酸鈉還原為溴化鈉，最后通過(guò)溶解、過(guò)濾、再結(jié)晶和烘干等步驟得到溴化鈉產(chǎn)品。以上兩種方法產(chǎn)生的雜質(zhì)溴酸鈉需要經(jīng)碳粉還原去除，這大大增加了工藝難度，也延長(zhǎng)了工藝周期，提高了成本，同時(shí)難以處理清除的溴酸鈉也降低了溴化鈉產(chǎn)品的品質(zhì)。

溴化鈉的生產(chǎn)過(guò)程一般以溴素為原料，目前針對(duì)溴素生產(chǎn)的方法有：空氣吹出法、水蒸氣蒸餾法、萃取法、樹(shù)脂吸附法、膜分離法等，工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的是空氣吹出法：鹵水中溴離子通過(guò)酸化、氯氣氧化成溴單質(zhì)；然后用空氣將鹵水中的溴單質(zhì)吹出；再用吸收劑將空氣中的溴單質(zhì)吸收富集生成氫溴酸或溴化鈉溶液；最后經(jīng)過(guò)氯氣二次氧化和水蒸氣蒸餾得到溴素產(chǎn)品。采用上述方法進(jìn)行溴資源提取，需消耗大量氯氣，且導(dǎo)致排放鹵水成酸性。氯氣的引入同時(shí)存在泄漏、爆炸等安全隱患和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重制約著溴工業(yè)的發(fā)展。

在開(kāi)采利用巖鹽礦過(guò)程中，每生產(chǎn)1噸氯化鉀產(chǎn)品，約副產(chǎn)6～7噸近飽和的氯化鎂母液，母液中溴離子濃度約3000ppm，具有較高的提取利用價(jià)值。針對(duì)提鉀后老鹵尚未有合理的工藝對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，而是直接將其固化回填，這對(duì)溴資源而言是一種嚴(yán)重的浪費(fèi)。如上所述，采用常用的空氣吹出、膜分離等方法對(duì)溴資源進(jìn)行提取，均需將氯離子進(jìn)行酸化氧化，酸化過(guò)程會(huì)導(dǎo)致進(jìn)料鹵水呈酸性(pH 3～5)。但就巖鹽礦提鉀老鹵而言，在溴資源提取后，需進(jìn)行固化回填，受回填工藝限制，提溴后的老鹵需呈中性。因此，對(duì)于巖鹽礦提鉀后老鹵的溴資源提取工藝，有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種從提鉀老鹵中提取溴及生產(chǎn)溴化鈉的方法，以“電氧化-樹(shù)脂吸附-蒸發(fā)結(jié)晶”為主線，可不通入氯氣對(duì)溴離子進(jìn)行氧化，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致進(jìn)料提鉀鹵水呈酸性，為提鉀老鹵提溴和資源化利用奠定了基礎(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種從提鉀老鹵中提取溴的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將提鉀老鹵通入電解裝置的陽(yáng)極室，將樹(shù)脂吸附流出液通入所述電解裝置的陰極室，以恒流模式在所述電解裝置通過(guò)直流電流，溴離子在陽(yáng)極發(fā)生電解反應(yīng)生成溴單質(zhì)；

(2)將所述陽(yáng)極室中包含溴單質(zhì)的提鉀老鹵通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂，所述提鉀老鹵中游離的溴單質(zhì)吸附在所述陰離子交換樹(shù)脂上，成為載溴樹(shù)脂；提鉀老鹵通過(guò)樹(shù)脂層即得到步驟(1)中通入所述陰極室的所述樹(shù)脂吸附流出液。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為，所述電解裝置為離子交換膜兩室電解裝置，包括陽(yáng)極、陰極和設(shè)置于所述陽(yáng)極和陰極之間的陽(yáng)離子交換膜，所述陽(yáng)離子交換膜將所述電解裝置分為所述陽(yáng)極室和所述陰極室，所述陽(yáng)極室和陰極室間允許除陰離子外的液相電解質(zhì)自由通過(guò)。