专利名称：利用富含Br-的工业废水提取溴素的方法
技术领域：
本发明涉及溴素的制备方法，更确切地说是一种利用工业废水电化学氧化法回收溴素的方法。
背景技术：
溴的天然资源主要是海水和古海洋的沉积物即岩盐矿。地球上约99%的溴存在于海水中。溴及溴产品在国民经济中起着十分重要的作用，它多用于有机化工及无机化工的化合物制备。主要用途有农业上制备农药、在环保方面用于消毒剂配制、民用于处理剂制备、石油工业汽油防爆剂的生产，其他还用于照相、医药等行业。随着工业和科技的发展，世界各国对溴的需求量不断增加。目前，国内生产溴素的起始原料主要是海水或产盐后的卤水，其方法有空吹、蒸馏、沉淀、萃取、离子交换、中控纤维膜吸附等，工业上应用最为广泛的还是空气吹出法和蒸汽蒸馏法等较老的方法，将Br—氧化成Br2均采用氯气或次氯酸及其钠盐作氧化剂。如专利CN100581992C ;CN 100503428C ；CN 1001613085B。用氯气作氧化剂一是成本高，二是过程中对环境不友好。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种利用富含Br_的工业废水提取溴素的方法，使工业废水得到资源化利用。本发明为解决技术问题采用如下技术方案本发明利用富含Br_的工业废水提取溴素的方法的特点是通过对已净化预处理的富含Br—的工业废水进行电化学氧化，再通过吹出和收集得到溴素；所述电化学氧化是采用离子交换膜将电解槽分隔成阴极室和阳极室，阳极电解液是以富含Br_的工业废水经净化处理得到的富含Br—的水溶液，阴极电解液是pH为1-4的酸溶液，控制电解液的温度为25 45°C，电流密度为0. 01 0. lA/cm2，或恒压0. 5 6. OV ；在达到电解平衡后，将阳极电解液移出后经过空气吹出、冷凝、气液分离、水溴分离得到溴素。本发明利用富含Br_的工业废水提取溴素的方法的特点也在于所述富含Br_的工业废水是指在经净化预处理后得到的富含Br_的水溶液中，溴离子浓度为0. 02-11. 5mol/L。本发明依据的原理是在电解的过程中，阳极室的Br_优先放电，在阴极H+得电子被还原成原子氢发生还原反应。电极反应为阳极-2e = Br2阴极:2H++2e = H2本发明利用富含Br—的工业废水提取溴素，采用电化学法氧化Br—得到溴素，符合洁净生产及原子经济的基本要求，可显著降低溴素生产成本，有好的经济效益和社会效益。与已有技术相比，本发明有益效果体现在1、本发明方法因采用工业废水作原料，有好的环保效益。
2、本发明方法因采用电化学氧化法，避免使用有毒的氧化剂-氯气，过程环保且符合原子经济的基本原则，显著降低了制备溴素的成本。3、本发明电解氧化在常压、室温条件进行，安全、易控。4、本发明方法适于富含Br_的工业废水，治污的同时得到高附加值的产品。每吨废水可提取1. 5-5Kg溴素，溴素的市场价为2. 5-3. 5万/吨，因此可产生约35元的经济效
具体实施例方式实施例1 本实施例用有机玻璃制作电解槽，用阳离子交换膜隔成阴极室和阳极室，阳极和阴极均采用石墨电极，阴极和阳极的有效面积各为200cm2，阴极与阳极的间距为1. 5cm。取pH值为2. 5-3. 5的富马酸废水2000mL，富马酸废水中含有富马酸3.4g/L、马来酸0. 7g/L、溴化钠2. 7g/L及少量硫酸铵；将富马酸废水过滤除去悬浮物后转移至阳极室；在阴极室中加入2000mL质量百分比浓度为36%的马来酸溶液，不断搅拌，控制温度为30°C，并控制电流密度为0. 03A/cm2进行电解，电解过程中用比浊法检验阳极电解液中Br—的浓度，当Br—的浓度不再降低时，停止电解；将阳极电解液移出后经过空气吹出、冷凝、气液分离和水溴分离得到溴素3. 4g，回收率为80. 1%。将阴极电解液移出并经浓缩、冷却以及固液分离后得到琥珀酸3. lg。实施例2:本实施例电解槽和电解液初始组成同实施例1，在不断搅拌下控制温度为40°C，并控制恒定电压为5. OV进行电解，电解过程中用比浊法检验阳极电解中Br_的浓度，当其浓度不再降低时，停止电解。将阳极电解液移出后经过空气吹出、冷凝、气液分离、水溴分离得到溴素3. 2g，回收率77. 0%。将阴极电解液移出浓缩、冷却、固液分离得到琥珀酸2. 9g。对富马酸废水而言，溴素的回收率采用实施例1中的恒电流法比实施例2中的恒电压法略高。实施例3 本实施例中工业废水是生产旱田除草剂——嗪草酮的工业废水，通过精馏除去甲醇后，溴化钠含量0.87mol/L。电解槽和初始电解液的量及pH值如实施例1，在不断搅拌下控制温度40°C，并控制恒定电压为5. OV进行电解，电解过程中用比浊法检验阳极电解液中的Br—的浓度，当其浓度不再降低时，停止电解。将阳极电解液移出后经过空气吹出、冷凝、气液分离、水溴分离得到溴素110. lg，回收率79. 1%。将阴极电解液移出后经浓缩、冷却、固液分离得到琥珀酸71. 2g。实施例4 本实施例中工业废水是生产旱田除草剂——嗪草酮的工业废水。电解槽和初始电解液的量及PH值如实施例3，在不断搅拌下控制温度40°C，电解过程控制恒电流密度为0. 09A/cm2，用比浊法检验阳极电解液中的Br—的浓度，当其浓度不再降低时，停止电解。将阳极电解液移出后经过空气吹出、冷凝、气液分离、水溴分离得到溴素112. 3g，回收率80.7%。将阴极电解液移出后经浓缩、冷却、固液分离得到琥珀酸71. 6g。
权利要求
1.一种利用富含Br—的工业废水提取溴素的方法，其特征是通过对已净化预处理的富含Br—的工业废水进行电化学氧化，再通过吹出和收集得到溴素；所述电化学氧化是采用离子交换膜将电解槽分隔成阴极室和阳极室，阳极电解液是以富含Br—的工业废水经净化处理得到的富含Br_的水溶液，阴极电解液是pH为1-4的酸溶液，控制电解液的温度为25 45°C，电流密度为0. 01 0. lA/cm2，或恒压0. 5 6. OV ；在达到电解平衡后，将阳极电解液移出后经过空气吹出、冷凝、气液分离、水溴分离得到溴素。
2.根据权利要求1所述的利用富含Br—的工业废水提取溴素的方法，其特征是所述富含Br_的工业废水是指在经净化预处理后得到的富含Br_的水溶液中，溴离子浓度为 0. 02-11. 5mol/L。
全文摘要
本发明公开了一种利用富含Br-的工业废水提取溴素的方法，其特征是通过对已净化预处理的富含Br-的工业废水进行电化学氧化，再通过吹出和收集得到溴素；所述电化学氧化是采用离子交换膜将电解槽分隔成阴极室和阳极室，阳极电解液是以富含Br-的工业废水经净化处理得到的富含Br-的水溶液，阴极电解液是pH为1-4的酸溶液，控制电解液的温度为25～45℃，电流密度为0.01～0.1A/cm2，或恒压0.5～6.0V；在达到电解平衡后，将阳极电解液移出后经过空气吹出、冷凝、气液分离、水溴分离得到溴素。本发明方法克服了传统的氯气、次氯酸盐等氧化法制备溴素的弊端；适于处理溴离子浓度为0.02-11.5mol/L的工业废水，其工艺过程简单、环保。
文档编号C02F1/461GK102556972SQ20121003019
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者吴金城, 张培红, 王昌济, 王永秋, 陈康, 魏振中 申请人:淮北师范大学, 淮北新兴实业有限责任公司, 淮北晶源生物工程有限责任公司