CC BY
41
Химическая технология
107
УДК 66.074.396.5:661.471
Г.И. Гринь, В.А. Пономарёв, П.В. Кузнецов, А.Я. Лобойко
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЙОДА ИЗ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ КОНЦЕНТРИРОВННОЙ НИТРАТНОЙ КИСЛОТЫ ТИПА НШ3-^04-Н20-12-Н103
Развал советского военно-промышленного комплекса привёл кроме всего прочего к тому, что на пространствах бывшего советского блока скопилось значительное количество высокотоксичных и химически агрессивных отходов на основе концентрированной нитратной кислоты и оксидов азота, нуждающихся в срочной утилизации. Переработка таких систем осложнена наличием в их составе, кроме концентрированной нитратной кислоты и оксидов азота, ингибитора коррозии (йода). Состав таких многокомпонентных систем может изменяться в широких пределах: ИМ03 69-73; N204 17,5-28; 12 0,15 %, остальное вода. Это и вызывает потребность в разработке экологически и экономически обоснованной технологии предварительного извлечения йода из системы.
Такое извлечение может быть осуществлено различными способами, при которых получается либо молекулярный 12, либо И103, или оба продукта. [1]
В случае ректификации паровая фаза будет обогащена нитратной кислотой с образованием N205, а кубовый остаток НЮ3 и 1205. [2]
Рис. 1 - Принципиальная технологическая схема извлечения йода из системы на основе концентрированной нитратной кислоты и оксидов азота 1 -реактор для приготовления суспензии; 2 - дифференциально-контактный тепло-массообменный аппарат; 3 - циркуляционный насос.
Связывание образовавшихся соединений йода целесообразно проводить с помощью азотнокислых солей кальция и калия. Такая целесообразность вытекает из образования, в ходе взаимодействия с последними, труднорастворимых соединений по реакциям:
Са(Шз)2 + 2Н10з = Са(10з)2 + 2НШз; (1)
КШз + Н103 = К103 + НШ3; (2)
Принципиальная технологическая схема извлечения йода из системы на основе концентрированной нитратной кислоты и оксидов азота представлена на рис.1.
В предложенной схеме в реакторе 1 при протекании реакций (1; 2) получается суспензия, которая направляется в дифференциальноконтактный тепло-массообменный аппарат (рис. 2), где происходит активация возбуждённых молекул (при избытке (Са(М0з)2) за счёт энергии от вращающихся конических диспергирующих дисков движущемуся потоку. При необходимости дальнейшей интенсификации процесса выделения йода в схему включается насос для рецикла взаимодействующих потоков.
Рис. 2 - Дифференциально-контактный тепломассообменный аппарат (ДКТМА)
ДКТМА состоит из цилиндрического корпуса 1, верхней 2 и нижней 8 с коническим днищем отстойных зон. Корпус 1 снабжён: вращающимся валом 6, проходящим по оси аппарата, на валу закреплены конусные диспергирующие диски 7 с радиальными прорезями, высота корпуса аппарата секционирована неподвижными кольцевыми перегородками 5, которые делят высоту на камеры интенсивного дробления (разделения) и коалес-ценции противоположно движущихся фаз, в верхней и нижней частях цилиндрического корпуса расположены патрубки: 4 - для входа циркуляци-
1Q8
Г.И. Гринь, В.А. Пономарёв, П.В. Кузнецов, А.Я. Лобойко
онного потока и 12 - для входа суспензии из реактора в рабочую зону ДКТМА. В верхней отстойной зоне расположен патрубок з для выхода лёгкой фазы. В нижней отстойной зоне расположены патрубки: 9 - для забора раствора на циркуляцию, 11 - для удаления шлама.
Основные достоинства таких аппаратов: простота конструкции перемешивающего устройства, малый расход подводимой энергии извне, простота обслуживания, низкая чувствительность к твердым примесям.
Несмотря на небольшую степень образования йодата кальция и особенно калия при создании определенных условий процесса извлечения йода из системы на основе нитратной кислоты и оксидов азота, можно достичь существенных результатов за счёт активации выделения йода и разделения контактируемых масс (так для Са(103)2 она составила 6,08 %). В конечном итоге она определяется избытком расходных солей, временем протекания процесса, температурой и концентрацией компонентов, входящих в систему.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Виділення йоду з водних розчинів азотної кислоти/ Созонтов В.Г., Кармазін У.Г., Мітронов А.П., Саломахина С.О., - К., Хімічна промисловість України №4, 1999.- С.19-2Э
2 Рациональная технология утилизации растворов концентрированной нитратной кислоты, содержащих оксиды азота и соединений йода/ Гринь Г.І., Кузнецов П.В., Казаков В.В., Созонтов В.Г., Харьков, Экология и промышленность, № 1(14), 2008.-С. 44-47
з. Носач В. О. «Диференційно-контактний тепло-масообмінний аппарат». Патент на корисну модель України № 61721 от 25.07.2011 р.
□ Авторы статьи:
Гринь
Григорий Иванович, докт.техн.наук, проф. каф. «Химической технологии неорганических веществ, катализа и экологии», проректор (Харьковский политехнический институт), e-mail:
Пономарев Владимир Александрович, зам. нач. отдела МТО-1 (частное акционерное общество «Северодонецкий ОРГХИМ»), e-mail:
Лобойко Алексей Яковлевич, докт.техн.наук, зав. каф. «Химической технологии неорганических веществ, катализа и экологии» (Харьковский политехнический институт), тел. (057) 707-62-91
Кузнецов Павел Владимирович, канд.техн.наук, доцент каф. «Химической технологии неорганических веществ, катализа и экологии» (Харьковский политехнический институт), e-mail:
