[go: up one dir, main page]

WO2023038541A1 - Method of obtaining bromide salts - Google Patents

Method of obtaining bromide salts Download PDF

Info

Publication number
WO2023038541A1
WO2023038541A1 PCT/RU2022/000265 RU2022000265W WO2023038541A1 WO 2023038541 A1 WO2023038541 A1 WO 2023038541A1 RU 2022000265 W RU2022000265 W RU 2022000265W WO 2023038541 A1 WO2023038541 A1 WO 2023038541A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bromine
brine
commercial
flow
absorption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2022/000265
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Рябцев
Сергей Александрович Антонов
Елизавета Петровна Гущина
Виктор Александрович БЕЗБОРОДОВ
Андрей Александрович Кураков
Николай Михайлович Немков
Алексей Олегович ПИВОВАРЧУК
Евгений Олегович ЧЕРТОВСКИХ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "ecostar Nautech"
Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "irkutsk Oil Company"
Original Assignee
Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "ecostar Nautech"
Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "irkutsk Oil Company"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2021126423A external-priority patent/RU2780216C2/en
Application filed by Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "ecostar Nautech", Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "irkutsk Oil Company" filed Critical Obshchestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostiu "ecostar Nautech"
Publication of WO2023038541A1 publication Critical patent/WO2023038541A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00Halogens; Halogen acids
    • C01B7/09Bromine; Hydrogen bromide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00Compounds of magnesium
    • C01F5/02Magnesia
    • C01F5/06Magnesia by thermal decomposition of magnesium compounds
    • C01F5/10Magnesia by thermal decomposition of magnesium compounds by thermal decomposition of magnesium chloride with water vapour
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C22B3/24Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins

Definitions

  • the present invention relates to the field of chemical technology and can be used in relation to the complex processing of polycomponent hydro-mineral raw materials and, in particular, natural bromine chloride brines containing bromide ions, lithium, magnesium, calcium, sodium and strontium ions, containing in addition, impurities of petroleum products, iron and manganese.
  • elemental (oxidized) bromine Depending on the concentration level of elemental (oxidized) bromine, it is distilled off with a carrier gas flow, which is either superheated water vapor or air.
  • a carrier gas flow which is either superheated water vapor or air.
  • live steam is considered effective at concentrations of elemental bromine in brine of 1 kg/m 3 and above, provided that the primary product of production is elemental bromine.
  • inorganic bromides can be produced from solutions obtained by absorbing bromine directly from bromine-air flows without the need to obtain elemental bromine as a reagent
  • modern trends in the production of inorganic bromide salts are based on the implementation of interactions of solutions or slurries of compounds of alkali, alkaline earth metals and magnesium , as well as compounds of other metals in the presence of reducing agents that exclude contamination of bromide solutions, with elemental bromine in the composition of bromine-air mixtures.
  • UK Patent No. 285915 discloses the technological process for obtaining a concentrated solution of calcium bromide by reacting pulps based on calcium hydroxide or carbonate with bromine, which is part of the bromine-air mixture in the presence of reducing agents, for example, urea, cyanide, ammonium carbonate, formamide, formic acids, excluding contamination of the bromide solution with any foreign cations or anions.
  • reducing agents for example, urea, cyanide, ammonium carbonate, formamide, formic acids, excluding contamination of the bromide solution with any foreign cations or anions.
  • the main disadvantage of this method is the formation of by-products of hypobromite and bromate.
  • the method of obtaining metal bromides [US Patent No. 1863375, US Patent No. 2007758] using ammonia as a reducing agent reduces the risk of formation of hypobromites and bromates in bromide solutions.
  • the disadvantage of this method is the risk of contamination of bromide solutions with chloride ions at the stage of oxidation by bromide ions with chlorine gas in violation of the ratio 2Br/Ch in favor of chlorine.
  • the second stage of the process involves the introduction of a certain amount of hydrazine and is described by a chemical reaction:
  • the disadvantage of this method is the limited range of products produced only by calcium bromide in the processing of polycomponent bromine brines containing, along with bromine, other valuable elements, such as lithium, calcium, magnesium, as well as the need to use imported commercial calcium hydroxide and a poisonous reagent - hydrazine as a reagent.
  • the disadvantages of this method include the impossibility of implementing this method in a non-arid climate, since the method is based on the classical gallurgical scheme of staged evaporation of lake brine in artificial pools.
  • Another disadvantage of this method is the lack of a real possibility of cost-effective production of lithium products from this raw material source, despite the rather high content of lithium in the one stripped off (final) brine.
  • a part of the lithium concentrate after purification from impurities and concentration, is subjected to membrane electrolysis, producing a solution of LiOH, which is processed into LiOH H2O, and anodic chlorine, which is used as an oxidizer of bromide ions into elemental bromine.
  • this method is the closest to the claimed one and was chosen by us as a prototype.
  • this method has disadvantages.
  • the disadvantages of the method are:
  • the method is highly effective only in the processing of bromine-bearing brines supersaturated in salt content, in particular, in calcium content;
  • inorganic bromides by this method only through the bromination of bases or carbonates of alkali, alkaline earth metals with elemental bromine, desorbed from the brine with live steam, followed by condensation into the liquid phase upon cooling;
  • the technical result is achieved by the fact that the flow of the original commercial brine is alkalized, maintaining the pH in the commercial brine flow at the level of 6.5 - 7.0, then the commercial brine flow is mixed with the flow of atmospheric air at the rate of 0.4 - 0.5 m 3 atmospheric air per 1 m 3 of commercial brine to transfer the soluble form of valence iron (+2) into the insoluble phase of iron with valency (+3), the resulting mixed air-brine flow is degassed by pouring it into a vessel having a blow-off into the atmosphere, with the output of the oil-enriched ascending part of the degassed flow of the commercial brine through the upper drain, followed by supply to the settling tank for separating oil and commercial brine and the output of the main descending part depleted in oil products degassed flow of commercial brine through the lower drain for mixing with an oxidizing agent containing hypochlorite ions to transfer the soluble form of manganese with a valence (+2) into an insoluble form of manganese with
  • the technical result is achieved by the fact that the commercial brine stream, which has passed the stages of flotation and control filtration, purified from impurities of oil products, iron and manganese, is sent to the operation of extracting lithium chloride on a granular sorbent DGAL-C1, the basis of which is the inorganic compound LiCl 2A1 (OH) 3 selective to LiCl pNgO, with the production of primary lithium chloride concentrate.
  • the technical result is achieved by the fact that the commercial brine that has passed the stage of extracting lithium chloride is sent to the operation of ejecting chlorine gas and oxidizing the bromide ions contained in the commercial brine into elemental bromine, while the desorption of elemental bromine from the commercial brine is carried out with a carrier gas flow returned to the operation desorption of elemental bromine after passage of a carrier gas stream saturated with bromine in succession of operations of absorption purification from active chlorine impurities in the form of an interhalogen compound BrCl, absorption purification from bromine and thus constantly circulating in a closed circuit: desorption of elemental bromine from a stream of commercial brine - purification from excess active chlorine in the form of the interhalogen compound BrCl - absorption of elemental bromine by alkaline and carbonate absorbents containing reducing agents to obtain aqueous solutions of bromide salts as bromine absorption products - desorption of elemental bromine from the field flow brine.
  • the technical result is achieved by the fact that part of the stream of commercial brine that has undergone the extraction of lithium is used to extract magnesium in the form of magnesium hydroxide by introducing hydroxyl ions into the brine, extracting calcium in the form of calcium hydroxide, introducing hydroxide ions into the brine, extracting strontium in the form of carbonate strontium concentrate introduction of carbonate ions into the brine.
  • the technical result is achieved by the fact that in the case of the formation of carbon dioxide during the operation of absorption of bromine by alkaline carbonate absorbents in the presence of reducing agents, the flow of circulating carrier gas that has passed the operation of absorption of bromine is additionally subjected to purification from carbon dioxide by alkaline absorbents to obtain solutions or suspensions of carbonate salts as products absorption of carbon dioxide.
  • the technical result is achieved by the fact that the flow of bromine-containing carrier gas is purified from impurities of active chlorine in the composition of the interhalogen compound BgCl by absorption of BgCl by an aqueous solution of metal bromide, directing the spent absorbent to mixing with bromine-bearing commercial brine before its chlorination, the processes of absorption of bromine vapor from the gas stream - the carrier is carried out in two stages in the circulation-flow motion of the bromine absorbent in relation to the movement of the carrier gas stream being cleaned, while the output of the volume of the completely spent absorbent, which is a productive solution of the bromide salt, is carried out per unit time in a continuous mode from the first stage of absorption when the indicator is reached pH in the circulating absorbent is 5.0 - 5.5, compensating for the loss of absorbent by supplying an equivalent volume of absorbent to the first stage from the second absorption stage, in turn compensating the loss of absorbent in the second stage by supplying an equivalent volume to the second stage of absorption original
  • the technical result is achieved by the fact that the purification of the carrier gas from carbon dioxide is carried out in two stages in the circulation-flow mode of movement of the absorbent containing sodium hydroxide in relation to the movement of the carrier gas stream purified from bromine, while the output of the volume of completely spent absorbent, which is with a productive sodium carbonate solution, is carried out in a continuous mode from the first absorption stage when the pH value in the circulating absorbent solution reaches 9.0 - 9.5, compensating for the volume loss by supplying an equivalent volume of absorbent to the first absorption stage from the second absorption stage, in turn, compensating loss of absorbent in the second stage of absorption by supplying to the second stage of absorption of an equivalent volume of the initial sodium hydroxide solution.
  • the technical result is achieved by the fact that the chlorine gas ejected by a stream purified from petroleum products, iron and manganese is produced by membrane electrolysis of a solution of sodium chloride obtained as a result of separation from a stream purified from oil products, iron and manganese commercial brine of bromine, lithium chloride, magnesium in the form of magnesium hydroxide, calcium in the form of calcium hydroxide, strontium in the form of carbonate strontium concentrate and purified from the remnants of impurities of calcium, magnesium, strontium and sulfate ions, first reagent alkaline carbonate method, then by ion exchange on the Lewatit TR-208 ion exchanger in the Na-form or on the ion exchanger analog in the Na-form, the NaOH solution produced as a by-product in the production of chlorine gas by membrane electrolysis is used as an alkaline reagent for the production of sodium bromide and soda solution, as well as a precipitating agent for the precipitation of manganese and calcium from the past
  • the technical result is achieved by the fact that the Ca(OH)g, NaOH and Ch products produced from the components of the commercial brine are used as raw materials for the production of neutral calcium hypochlorite.
  • the technical result is achieved by the fact that to obtain productive solutions: sodium bromide, lithium bromide, magnesium bromide, calcium bromide, strontium bromide as absorbents of elemental bromine from the carrier gas flow, respectively, use: an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of sodium carbonate, an aqueous solution lithium hydroxide or an aqueous suspension of lithium carbonate, an aqueous suspension of magnesium hydroxide or an aqueous suspension of magnesium carbonate, an aqueous suspension of calcium hydroxide or an aqueous suspension of calcium carbonate, an aqueous suspension of strontium hydroxide or an aqueous suspension of strontium carbonate, and as a reducing agent ammonia, hydrazine, hydrazine hydrate, hydroxylamine , carbamide, formic acid or analogues of these reducing agents, the elemental composition of which excludes the risk of contamination of bromine absorbents by side ingredients.
  • the technical result is achieved by the fact that the resulting solutions of bromide salts are evaporated to obtain melts of bromide salts, the melts of bromide salts are cooled and either anhydrous solid-phase bromide salts, for example sodium bromide, or solid-phase crystalline hydrates of bromide salts, for example, calcium bromide dihydrate crystalline hydrate, are obtained.
  • anhydrous solid-phase bromide salts for example sodium bromide
  • solid-phase crystalline hydrates of bromide salts for example, calcium bromide dihydrate crystalline hydrate
  • the technical result is achieved by the fact that the solid phase of particles removed from the composition of the flotators, which is a mixture of FeO3 and MgCh with oil products, is used as a raw material additive at metallurgical enterprises.
  • the technical result is achieved by the fact that the primary lithium chloride concentrate obtained using the chloride-selective granular sorbent DGAL-C1 (based on the inorganic compound LiCl 2A1 (OH) 3 T1H2O of a disordered structure) after concentration by LiCl and purification from impurities is used to produce lithium carbonate, lithium chloride monohydrate, lithium hydroxide monohydrate, while anodic chlorine, formed during the production of lithium hydroxide monohydrate at the operation of membrane electrolysis of a solution of lithium chloride into a solution of lithium hydroxide, is used to oxidize bromide ions to elemental bromine in the technology for producing bromide salts from commercial brines of calcium chloride -magnesium type oil and gas producing enterprises.
  • the technical result is achieved by the fact that the flow of the original commercial brine is alkalized by mixing with an alkaline reagent, the pH in the commercial brine flow is maintained at the level of 6.5 - 7.0, then the commercial brine flow is mixed with the atmospheric air flow at the rate of 0.4 - 0.5 m3 of atmospheric air per 1 m3 of commercial brine to transfer the soluble form of iron with valence (+2) into the insoluble form of iron with valence (+3), the resulting mixed air-brine flow is degassed by pouring it into a vessel having a blow-off into the atmosphere, with output of the ascending part of the degassed commercial brine stream enriched with oil products through the upper drain with subsequent supply to the source of the initial commercial brine and the withdrawal of the main descending part of the degassed commercial brine stream depleted in oil products through the lower drain for mixing with an oxidizing agent containing hypochlorite ions to convert the soluble form of manganese with a valence (+ 2) in non-rac
  • the mixed brine-air flow of the brine is degassed in the process of its downward movement through a container having a blow-off into the atmosphere.
  • the oil In the process of degassing, the oil is partially floated by air and coagulated.
  • the upper layer of brine enriched with oil in the process of degassing is constantly withdrawn from the process with a small flow through the upper drain and returned to the oil and brine separation stage.
  • the main flow of degassed and partially depleted in oil products and containing suspended particles of Fe 2 O 3 is removed through the bottom drain and mixed with an oxidizing agent solution in the form of a compound containing hypochlorite ions (NaOCl or Ca(OC1)g) to oxidize soluble Mn 2+ to insoluble Mn 4+ by reaction:
  • the proposed technology for the complex processing of commercial polycomponent bromine brines also allows you to change the sequence of input of bromine and lithium technological stages without changing the main indicators of these industries.
  • the implementation option for the advanced introduction into production of lithium processing unit in relation to bromine is shown by a dash-dotted line. If the technological scheme for the production of complex processing of commercial bromine-bearing multicomponent brines is implemented according to the option involving the extraction of bromine from the purified brine before the extraction of lithium chloride (on the basic technological scheme, the implementation option for the advanced introduction of bromine redistribution into production in relation to lithium is shown by a solid line), then the past operations flotation and control filtration, the brine is sent to the operation of chlorine gas ejection.
  • the ejection operation provides, firstly, uniform dissolution of chlorine gas in the volume of the commercial brine flow, and secondly, optimal conditions for the oxidation of bromide ions contained in the commercial brine into elemental bromine, which is described by the following chemical reaction equation:
  • the commercial brine containing in its composition dissolved Br with an admixture of BrCl, enters the operation of desorption of bromine from the commercial brine into the gas phase.
  • a process is used based on countercurrent contact of the carrier gas flow with the commercial brine flow in apparatuses that provide a highly developed contact surface of the interacting phases.
  • the process of bromine desorption is carried out in a circulation-countercurrent mode of movement of the commercial brine with respect to the movement of the carrier gas flow saturated with Br and BrCl vapors, which allows changing the depth of bromine desorption during operation with a change in the bromine concentration in the commercial brine.
  • the carrier gas is first purified from chlorine bromide by countercurrent absorption from the carrier gas flow by an absorbent containing bromide ions in its composition.
  • an absorbent containing bromide ions in its composition.
  • BrCl can act as a part of the commercial brine that has passed the stage of purification from iron, manganese and oil products, and a part of the productive solution of metal bromide, which is the final product of the bromine absorption operation.
  • the process of BrCl absorption by bromide absorbents is described by the following chemical reaction equation:
  • the carrier gas flow is enriched with elemental bromine, and the active chlorine, which is in the composition of BrCl, passes into the absorbent, being reduced to chlorine ions.
  • the carrier gas enters the bromine absorption operation.
  • the operation of absorbing elemental bromine from a carrier gas stream to obtain a productive bromide solution as the end product of this operation is carried out with alkaline solutions or carbonate solutions (NaOH, arCO3, LiOH, KOH, K2CO3), alkaline (Ca(OH)g, Mg(OH) 2, 8g (OH)g) or carbonate (CaCO3, MgCOs, ZrCO3.
  • N2CO3 pulps in the presence of reducing agents such as NH3, N2H2, (NH2)2CO, which exclude contamination of bromide solutions with foreign cations or anions.
  • reducing agents such as NH3, N2H2, (NH2)2CO, which exclude contamination of bromide solutions with foreign cations or anions.
  • the process of alkali-carbonate absorption is carried out in the mode of countercurrent movement of the carrier gas flow and the absorbent flow in two stages with the flow-circulation movement of the absorbent in stages.
  • the first absorption stage mainly performs the function of finishing the absorbent coming from the second stage to a productive bromide solution (NaBr, CaBr, MgBr 2 , LiBr, SrBn) with a concentration close to 300 g/dm 3 with a pH value of 5.0 - 5.5. At this stage, the degree of absorption does not exceed 65%.
  • the second stage of absorption performs the functions of deep purification of the carrier gas from bromine vapor by maintaining a sufficient precisely high alkalinity in the circulation tank of the second absorption stage.
  • the absorbent of the second stage of bromine absorption, transferred to the first stage, has a pH value of 8.5 - 9.0.
  • the proposed scheme for the absorption of bromine from a carrier gas makes it possible to simplify the process control by outputting a given volume of a productive bromide solution per unit of time equivalent to the volume of the initial absorbent supplied for absorption.
  • the carrier gas purified from bromine vapors if it contains carbon dioxide resulting from the absorption of bromine by carbonate solutions or pulps, as well as from the absorption of bromine by alkaline solutions using urea as a reducing agent, is subjected to purification from carbon dioxide by its absorption with NaOH solution , described by the following chemical reaction equation:
  • the organization scheme of the carbon dioxide absorption process is similar to the organization scheme of bromine absorption with the complete identity of the equipment used.
  • a deep removal of CO2 from the carrier gas stream is ensured by maintaining the pH value in the absorbent at a level of 11.0 - 11.5.
  • the productive NaOH solution is withdrawn from the first stage, compensating the withdrawn volume by supplying the NaOH solution to the second stage of absorption, the concentration determined by the calculation of the material balance.
  • Produced productive bromide solution is used for the production of anhydrous bromides or for the production of their crystalline hydrates by deep evaporation and crystallization upon cooling.
  • the production of anhydrous NaBr from a productive solution of sodium bromide is carried out in two steps. At the first stage, the solution is evaporated until the density of the evaporated medium reaches 1400 - 1420 g / dm 3 , that is, until a melt is obtained
  • the evaporation of the productive CaBrg solution is carried out until a melt corresponding to the composition CaBr 2HgO is obtained.
  • the melt is converted into a solid phase by pouring onto the cooled surface of a rotating drum.
  • the layer “freezing” on the surface of the drum is cut off with toothed scrapers, obtaining a flaky calcium bromide crystalline hydrate corresponding to the general formula CaBr 2HrO.
  • Bromides of other metals are produced in a similar way, using hydroxides or carbonates of the corresponding metals (Li, Mg, Sr, Zn, Fe, etc.). Technological processes in this case will differ only in the values of the concentrations of the corresponding bromides in the produced productive solutions and the temperature conditions for dehydration of the productive solutions of bromides.
  • the commercial brine which has passed the bromine extraction stage, is directed to the extraction of lithium chloride.
  • the extraction of lithium chloride is carried out on a granular selective sorbent DGAL-C1, the basis of which is a compound of lithium and aluminum, corresponding to the general formula NCH2A1(OH)3 pH 2 O and having a disordered structure.
  • DGAL-C1 granular selective sorbent
  • this compound Upon contact with a highly mineralized lithium-bearing chloride brine, this compound is able to selectively sorb (intercalate) LiCl from the brine until it is completely saturated with lithium, while giving an equivalent amount of water to the brine.
  • the primary lithium concentrate obtained without reagents after purification from impurities and concentration in the form of a productive solution of LiCl is used for the production of lithium products Li 2 CC> 3 and LiOH H 2 O.
  • Lithium carbonate is obtained from the productive solution by precipitation.
  • precipitants concentrated solutions of Na 2 CC> 3 or (MH ⁇ gCO3) are used in accordance with the reactions taking place:
  • Lithium hydroxide monohydrate is produced by obtaining a productive solution of LiCl by membrane electrolysis to obtain a solution of LiOH, cathodic hydrogen and anodic chlorine. The process is described by the following overall reaction:
  • LiOH solution obtained by membrane electrolysis is evaporated, LiOH H2O crystallizes.
  • Anode chlorine is used as an oxidizing agent for bromide ions at the technological stage for the production of bromide salts from commercial brine.
  • Cathodic hydrogen is used as a heat carrier in the production of heating steam.
  • Precipitation of magnesium with a suspension of Ca(OH) 2 is preferred because it eliminates the risk of formation of colloidal solutions that make it difficult to separate the solid phase of Mg(OH) 2 from the mother field solution.
  • the resulting precipitate Mg(OH) 2 is used either to obtain magnesia by drying and calcining according to the reaction: t>450°C
  • Ca(OH) 2 precipitate produced is used as an absorbent for the production of CaBr 2 2H 2 O, as a magnesium precipitant, and also as a reagent for the production of neutral calcium hypochlorite.
  • the commercial brine which is transformed into NaCl brine during the extraction of lithium, bromine, magnesium, calcium and strontium after reagent purification from sulfate ions and the remainder of calcium, magnesium and strontium, is sent for ion-exchange purification using Lewatit 208TP polyampholyte in Na as a sorbent -form or analogues of this ion exchange resin.
  • the ion-exchange purification process is described by the following equations:
  • Regeneration of the spent ion exchanger is carried out in two stages: first, with a solution of hydrochloric acid to obtain an “acidic” solution of MgCh and CaCl 2 as the spent regenerate and transfer the ion exchanger to the H-form, then with a NaOH solution to transfer the ion exchanger to the Na-form.
  • the regeneration process is described by the following equations:
  • the spent regenerates are sent for mixing with the industrial brine (NaCl solution) that has passed the strontium precipitation stage and is supplied to the reagent cleaning operation.
  • the NaCl solution is used as a raw material for the production of NaOH solution and chlorine gas by membrane electrolysis. The process is described by the following overall reaction:
  • the produced chlorine gas is used as the main reagent in the production of bromides.
  • the NaOH solution which is the catholyte of membrane electrolysis, is used as a reagent for the production of productive sodium bromide and sodium carbonate solutions, as well as a reagent for the precipitation of Mg(OH) 2 and the production of neutral calcium hypochlorite.
  • Cathodic hydrogen is used as an energy carrier in the production of heating steam used in the evaporation of productive bromide solutions.
  • Neutral calcium hypochlorite is obtained by precipitation of the Ca(OC1) 2 phase, from the resulting exchange reaction when mixing saturated aqueous solutions of sodium hypochlorite and calcium hypochlorite, produced by chlorination of a NaOH solution and a suspension of Ca(OH) 2 according to the reactions:
  • the Ca(OS1) 2 precipitate is separated from the mother liquor and dried to obtain commercial calcium hypochlorite with an active chlorine content of at least 60% w/w. and containing in its composition water-insoluble impurities in an amount of not more than 6.0% wt.
  • the active chlorine mother liquor of the neutral calcium hypochlorite precipitation operation is divided into two streams and, after dosing the appropriate amounts of NaOH and Ca(OH) 2 , is returned to the operations for obtaining hypochlorite solutions (reactions 41, 42).
  • Table 1 Composition of the original commercial brine
  • the flow of commercial brine purified from impurities entering the processing was 1214.25 dm 3 /h.
  • the residual content of impurities in the commercial brine used to obtain samples of bromide salts was: oil products ⁇ 5 mg/dm 3 ; Fe ⁇ 1 mg/ dm3 ; Mp ⁇ 1 mg/dm 3 .
  • Table 2 The main indicators of technological processes for obtaining bromides from a purified productive bromine-bearing polycomponent brine are presented in Table 2.
  • Table 2 The main indicators of the processes for obtaining samples of bromides from a brine purified from
  • the obtained melts were poured onto a rotating cooled drum equipped with scrapers, the shell of which was made of titanium.
  • the resulting flake products were weighed.
  • the weight of the sample from the productive solution No. 1 was 8.251 kg
  • the weight of the sample from the productive solution No. 2 was 7.887 kg.
  • the results of the analysis for the content of the main substance and impurities are presented in table 4.
  • the results obtained confirm the possibility of obtaining high-quality bromide salts by the proposed method from commercial waters of oil and gas processing enterprises by the proposed method.
  • the yield of bromine from the bromine-bearing commercial brine into commercial bromides is at least 93.5% while maintaining the material composition of the brine.
  • the experiments also confirm the possibility of obtaining a wide range of bromide salts by the proposed method.
  • a pilot plant for the production of lithium products including a sorption-desorption module (SDM) for separating the primary lithium concentrate from the commercial brine, which passed the stage of bromine extraction, which was based on four sorption-desorption columns containing a granular sorbent DGAL-S1 (granule size 0.30 - 3.2 mm) in volume
  • the device of the sorption-desorption module of four columns made it possible to conduct the process of obtaining primary lithium concentrate in a continuous mode with minimal downtime of the columns at the stages of the technological operation obtaining a primary lithium concentrate, which included: a stepwise stage of displacement of the brine from the column, which passed the stage of sorption and saturation of the sorbent with lithium chloride, a staged stage of water desorption of lithium from the sorbent, which passed the stage of removal of the brine.
  • the resulting primary lithium concentrate was divided into three equal parts, each of which, after purification from impurities and concentration (reverse osmosis concentration in combination with thermal concentration), was brought to productive lithium concentrates from which samples of LigCO3, NCHH2O and LONH2O were produced, the weight of which was respectively 1.387 kg, 2.185 kg and 1.425 kg.
  • the main indicators of the technological production of primary lithium concentrate are presented in Table 5.
  • the compositions of Li2CO3, LiCl H2O and NOH H2O samples obtained from primary lithium concentrate are presented in Table 6.
  • the experiments performed confirm the possibility of separating LiCl from brine in the form of primary lithium concentrate from polycomponent commercial brines of oil and gas producing enterprises and producing high-quality lithium products from it.
  • the macro-base of commercial brine after passing through the lithium stage remains unchanged with a decrease in the total salt content by no more than 2% due to dilution of the brine with spent washing brine.
  • the primary lithium concentrate was obtained from a multicomponent commercial brine purified from petroleum products, iron and manganese, which was not subjected to bromine extraction.
  • the composition of the resulting primary lithium concentrate (g/DM 3 ): Li - 0.529; Ca - 1.33; K + -0.15; Mg 2+ - 0.10; Na - 0.08; Cl - 6.34; Br - 0.08; SO' - 0.01; HCO3 - 0.04; B ⁇ 0.01; pH - 7.0 differed significantly from the composition of the primary lithium concentrate produced in example 2, only the content of bromine (0.08 g/DM 3 in relation to 0.005 g/DM 3 ). However, this did not lead to a significant increase in the bromine content in the lithium carbonate sample produced from the primary lithium concentrate, in which the bromine content did not exceed 0.001% wt.
  • the concentration of NaCl in the anolyte at the entrance to the cell maintained at the level of 270 - 280 g/DM 3 when the content of HC1 1 - 2 g/DM 3 .
  • the composition of NaCl make-up brine in the anolyte was (g/dm 3 ): NaCl - 300 - 310; C103 ⁇ 15; SO4 2 ' ⁇ 4.0; Ca + Mg + Sr ⁇ 0.5 10' 3 .
  • the temperature of the electrolysis was maintained at 70 - 80°C.
  • the current efficiency of chlorine was 94 - 96%, the current efficiency of alkali was 75 - 85%.
  • Precipitation of Mg(OH)2 from the field solution was carried out in two stages: at the first stage, achieving the maximum degree of Mg(OH)2 content in the sediment, precipitation was carried out with a mixed suspension of Ca(OH)g and Mg(OH)2, removing the formed precipitate by thickening and thick phase filtration.
  • the phase of the commercial brine with a residual content of MgCh was brought into contact with the NaOH solution, achieving the introduction of a stoichiometric amount of NaOH in relation to the mass amount of MgCh in the volume of the initial processed commercial solution.
  • the precipitate was washed and divided into two unequal parts. Most of the washed cake after drying contained 99.3% Mg(OH)2.
  • the obtained products: solid-phase MgO (binder) and Mg(HCOa)2 solution (closing agent) were further used in the preparation of various Sorel cement samples.
  • the precipitation was carried out in one stage.
  • the Ca(OH)g precipitate was separated from the mother liquor by centrifugation. After washing, the wet precipitate of Ca(OH)g contained up to 0.4% wt. strontium and up to 0.2% sodium.
  • the resulting wet precipitate of Ca(OH)g was used as a reagent to obtain a saturated solution of Ca(OC1)g + CaCh by chlorination of an aqueous pulp of Ca(OH)g.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

The invention relates to obtaining metal bromide salts from bromine-containing multicomponent brines during the comprehensive treatment thereof and can be used to produce the saleable products NaBr, CaBr2Н2О, MgBr22H2O, SrBr22Н2О, LiBrН2О, Li2CO3, LiClH2O, LiOHН2О, MgO, MgCl2, Ca(OCl)2, SrCO3 from industrial calcium-magnesium chloride-type brines used in oil and gas production. The invention includes: technical solutions concerning the deep purification of industrial brine to remove petroleum products, iron and manganese; the obtaining of bromide solutions by absorbing bromine from bromine-air mixtures produced by the air desorption method, using alkaline solutions or slurries in the presence of reducing agents; and the extraction of lithium chloride from industrial brine that has been through the bromine extraction stage, using a granular LDH sorbent with lithium selectivity to obtain a primary lithium concentrate in the form of an aqueous solution of lithium chloride, from which Li2CO3, LiClН2О and LiOHH2O are obtained. A portion of the productive brine that has been through the bromine and lithium extraction stage is used to obtain Mg(OH)2, MgO, MgCl26H2O, neutral Са(OCl)2 and strontium concentrate. The invention also makes it possible to obtain from industrial brines solutions of NaOH and Na2CO3, Cl2, Н2 for use as reagents and energy carriers for obtaining Li2CO3, Mg(OH)2, Са(OCl)2 and SrCO3.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМИДНЫХ СОЛЕЙ METHOD FOR OBTAINING BROMIDE SALTS

Область техники Technical field

Настоящее изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано применительно к комплексной переработке поликомпонентного гидромине- рального сырья и, в частности, природных бромоносных хлоридных рассолов, содержащих в своем составе бромид-ионы, ионы лития, магния, кальция, натрия и стронция, содержащих кроме того примеси нефтепродуктов, железа и марганца. The present invention relates to the field of chemical technology and can be used in relation to the complex processing of polycomponent hydro-mineral raw materials and, in particular, natural bromine chloride brines containing bromide ions, lithium, magnesium, calcium, sodium and strontium ions, containing in addition, impurities of petroleum products, iron and manganese.

Уровень техники State of the art

Ключевые решения и приемы, на которых основаны промышленные производства неорганических бромидов, включая современные производства, были разработаны еще в середине прошлого века [Позин М.Е. Технология минеральных солей. Часть 1, изд. 3-е перераб. и допол. Москва: «Химия», 1970, стр. 206 -236]. Основополагающим процессом всех без исключения технологий получения неорганических бромидов из бромоносного гидроминерального сырья является выделение брома из сырьевого источника. При этом первостепенной технологической операцией является окисление бромид-ионов в элементный бром, являющийся весьма летучим ингредиентом, легко отделяемым из рассолов отгонкой. The key solutions and techniques on which the industrial production of inorganic bromides is based, including modern production, were developed in the middle of the last century [Pozin M.E. Technology of mineral salts. Part 1, ed. 3rd revision and add. Moscow: "Chemistry", 1970, pp. 206 -236]. The fundamental process of all, without exception, technologies for obtaining inorganic bromides from bromine-bearing hydromineral raw materials is the separation of bromine from a raw material source. In this case, the primary technological operation is the oxidation of bromide ions to elemental bromine, which is a very volatile ingredient that is easily separated from brines by distillation.

В зависимости от уровня концентрации элементного (окисленного) брома отгонку его производят потоком газа-носителя, в качестве которого используют либо перегретый водяной пар, либо воздух. Применение острого пара считается эффективным при концентрациях элементного брома в рассоле 1 кг/м3 и выше, при условии если первичным продуктом производства является элементный бром. Depending on the concentration level of elemental (oxidized) bromine, it is distilled off with a carrier gas flow, which is either superheated water vapor or air. The use of live steam is considered effective at concentrations of elemental bromine in brine of 1 kg/m 3 and above, provided that the primary product of production is elemental bromine.

Все вышеперечисленные технологические приемы и операции являются базовыми во всех без исключения существующих и предлагаемых способах получения товарных бромных продуктов из бромоносного гидроминерального сырья. В остальном существующие и предлагаемые способы различаются в выборе средств окисления бромид-ионов в элементный бром, средств излечения элементного брома из потока газа-носителя и средств превращения его в какой-либо товарный продукт. Традиционным окислителем содержащихся в бромоносных рассолах бромид-ионов в элементный бром является газообразный хлор, механически смешиваемый с рассолами [Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С. Химия и технология брома, йода и их соединений. Москва: «Химия»; 1979, с. 116 - 212]. Ввиду того, что неорганические бромиды могут быть произведены из растворов, полученных поглощением брома непосредственно из бромвоздушных потоков без необходимости получения элементного брома в качестве реагента, современные тенденции производства бромидных неорганических солей основаны на реализации взаимодействий растворов или пульп соединений щелочных, щелочно-земельных металлов и магния, а также соединений других металлов в присутствии восстановителей, исключающих загрязнение бромидных растворов, с элементным бромом в составе бромвоздушных смесей. All of the above technological methods and operations are basic in all, without exception, existing and proposed methods for obtaining commercial bromine products from bromine-bearing hydromineral raw materials. Otherwise, the existing and proposed methods differ in the choice of means for oxidizing bromide ions to elemental bromine, means for recovering elemental bromine from the carrier gas stream, and means for converting it into any commercial product. The traditional oxidizing agent contained in bromine brines of bromide ions into elemental bromine is gaseous chlorine, mechanically mixed with brines [Ksenzenko V.I., Stasinevich D.S. Chemistry and technology of bromine, iodine and their compounds. Moscow: "Chemistry"; 1979, p. 116 - 212]. In view of the fact that inorganic bromides can be produced from solutions obtained by absorbing bromine directly from bromine-air flows without the need to obtain elemental bromine as a reagent, modern trends in the production of inorganic bromide salts are based on the implementation of interactions of solutions or slurries of compounds of alkali, alkaline earth metals and magnesium , as well as compounds of other metals in the presence of reducing agents that exclude contamination of bromide solutions, with elemental bromine in the composition of bromine-air mixtures.

Так патент Великобритании [Патент Великобритании № 285915] раскрывает технологический процесс получения концентрированного раствора бромида кальция путем взаимодействия пульп на основе гидроксида или карбоната кальция с бромом, находящемся в составе бромвоздушной смеси в присутствии восстановителей, например, карбамида, цианида, карбоната аммония, формамида, муравьиной кислоты, исключающих загрязнение бромидного раствора какими-либо инородными катионами или анионами. Главным недостатком данного способа является образование побочных продуктов гипобромита и бромата. So the UK patent [UK Patent No. 285915] discloses the technological process for obtaining a concentrated solution of calcium bromide by reacting pulps based on calcium hydroxide or carbonate with bromine, which is part of the bromine-air mixture in the presence of reducing agents, for example, urea, cyanide, ammonium carbonate, formamide, formic acids, excluding contamination of the bromide solution with any foreign cations or anions. The main disadvantage of this method is the formation of by-products of hypobromite and bromate.

Способ получения бромидов металлов [Патент US № 1863375, Патент US № 2007758] с использованием аммиака в качестве восстановителя снижает риск образования в бромидных растворах гипобромитов и броматов. Недостатком данного способа остается риск загрязнения бромидных растворов хлорид-ионами на стадии окисления бромид- ионами хлор-газом при нарушении соотношения 2Br/Ch в пользу хлора. The method of obtaining metal bromides [US Patent No. 1863375, US Patent No. 2007758] using ammonia as a reducing agent reduces the risk of formation of hypobromites and bromates in bromide solutions. The disadvantage of this method is the risk of contamination of bromide solutions with chloride ions at the stage of oxidation by bromide ions with chlorine gas in violation of the ratio 2Br/Ch in favor of chlorine.

Заявка [Заявка US № 20170283272 (CN 107999001А)] описывает способ и оборудование применительно к получению высокочистого бромида кальция из гидроксида кальция с применением раствора гидроксида аммония в качестве восстановителя и в качестве абсорбента брома. Способ многостадиен. На первой стадии взаимодействия при абсорбции брома пульпой Са(ОН)2 аммиачным раствором образуется преимущественно НВг и N2 по реакции: The application [Application US No. 20170283272 (CN 107999001A)] describes a method and equipment in relation to the production of high-purity calcium bromide from calcium hydroxide using an ammonium hydroxide solution as a reducing agent and as an absorbent of bromine. The method is multistage. At the first stage of interaction, during the absorption of bromine by the Ca(OH)2 pulp with an ammonia solution, predominantly HBr and N2 are formed according to the reaction:

ЗВГ2 + 2NH3 -> 6НВг + N2 (1).ZVG2 + 2NH 3 -> 6НВg + N2 (1).

Затем образующаяся бромистоводородная кислота взаимодействует с гидроксидом кальция: The resulting hydrobromic acid then reacts with calcium hydroxide:

2НВг + Са(ОН)2 - СаВг2 + 2Н2О (2).2HBr + Ca(OH) 2 - CaBr 2 + 2H 2 O (2).

Наряду с СаВгг на первой ступени могут образовываться побочные продукты, например, Са(ВгОз)г. Для исключения этого нежелательного явления вторая стадия процесса предполагает ввод некоторого количества гидразина и описывается химической реакцией: Along with CaBrg, by-products, for example, Ca(BrO3)r, can be formed at the first stage. To eliminate this undesirable phenomenon, the second stage of the process involves the introduction of a certain amount of hydrazine and is described by a chemical reaction:

Са(ВгОз)2 + 6N2H2 - СаВг2 + 6N2 + 6Н2О (3).Ca(BrO3) 2 + 6N2H2 - CaBr 2 + 6N2 + 6H 2 O (3).

Недостатком данного способа являются ограниченность номенклатуры производимых продуктов только бромидом кальция при переработке поликомпонентных бромоносных рассолов, содержащих наряду с бромом другие ценные элементы, например, литий, кальций, магний, а также необходимость использовать в качестве реагента привозную товарную гидроокись кальция и ядовитый реагент - гидразин. The disadvantage of this method is the limited range of products produced only by calcium bromide in the processing of polycomponent bromine brines containing, along with bromine, other valuable elements, such as lithium, calcium, magnesium, as well as the need to use imported commercial calcium hydroxide and a poisonous reagent - hydrazine as a reagent.

Способ комплексной переработки бромоносного поликомпонентного гидромине- рального сырья, реализованный в промышленном масштабе в США с использованием в качестве сырьевого источника поликомпонентного рассола Большого соленого озера (БСО, штат Юта) [Ю.И. Остроушко, Л. В. Дегтярев. Гидроминеральное сырье - неисчерпаемый ис-точник лития / Аналитический об-зор, Москва: «ЦНИИАтоминформ», с. 40 - 49] устраняет недостатки предыдущего способа существенно расширяя номенклатуру производимых товарных продуктов. Наряду с бромом из данного сырьевого источника производят сульфаты натрия, калия, магния, борную кислоту, бишофит. К недостаткам данного способа следует отнести невозможность реализации данного способа в условиях не аридного климата, так как в основе способа классическая галлургическая схема стадийного испарения озерного рассола в искусственных бассейнах. Другим недостатком данного способа является отсутствие реальной возможности рентабельного производства из данного сырьевого источника литиевых продуктов не смотря на достаточно высокое содержание лития в упаренном (конечном) рассоле. A method for the complex processing of bromine-bearing polycomponent hydro-mineral raw materials, implemented on an industrial scale in the USA using the polycomponent brine of the Great Salt Lake (BSO, Utah) as a raw material source [Yu.I. Ostroushko, L. V. Degtyarev. Hydromineral raw materials - an inexhaustible source of lithium / Analytical review, Moscow: TsNIIAtominform, p. 40 - 49] eliminates the disadvantages of the previous method by significantly expanding the range of commercial products produced. Along with bromine, sodium, potassium, magnesium sulfates, boric acid, bischofite are produced from this raw material source. The disadvantages of this method include the impossibility of implementing this method in a non-arid climate, since the method is based on the classical gallurgical scheme of staged evaporation of lake brine in artificial pools. Another disadvantage of this method is the lack of a real possibility of cost-effective production of lithium products from this raw material source, despite the rather high content of lithium in the one stripped off (final) brine.

В России в 80 - 90 годы прошлого столетия технологии комплексной переработки бромоносных поликомпонентных рассолов разрабатывались применительно к бромоносным пластовым рассолам хлоридно-натриевого типа месторождений Дагестана [Н.П. Ко- цупало, А.Д. Рябцев. Химия и технология получения соединений лития из литиеносного гидроминерально-го сырья. Новосибирск: академическое издательство «ГЕО», 2008. - 291 с - ISBN 978-5-9747-0114-6] и все без исключения имели низкие технико-экономические показатели. Основной причиной этого являлись их направленность преимущественно на масштабное получение из этих сырьевых источников литиевых продуктов, как основных, при отсутствии в тот период методов селективного выделения лития из поликомпонентных рассолов. In Russia in the 80s - 90s of the last century, technologies for the complex processing of bromine-bearing multicomponent brines were developed in relation to bromine-bearing formation brines of the sodium chloride type of Dagestan deposits [N.P. Kotsupalo, A.D. Ryabtsev. Chemistry and technology for obtaining lithium compounds from lithium-bearing hydromineral raw materials. Novosibirsk: academic publishing house "GEO", 2008. - 291 s - ISBN 978-5-9747-0114-6] and all, without exception, had low technical and economic indicators. The main reason for this was their focus mainly on the large-scale production of lithium products from these raw materials, as the main ones, in the absence of methods for the selective isolation of lithium from multicomponent brines at that time.

Практическая реализация комплексной переработки бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья, содержащего литий в своем составе, включая хлоридные рассолы кальциево-магниевого типа, началась в результате разработки технологий получений товарных литиевых продуктов, основанных на селективном безреагентном извлечении лития с использованием гранулированного сорбента, включающего соединение разупоря- доченной структуры, отвечающее общей химической формуле LiCl 2 А1(ОН)з пНгО и способное при комнатной температуре селективно сорбировать LiCl из поликомпонентных рассолов и отдавать сорбированный LiCl при контакте насыщенного сорбента с пресной водой [Патент RU № 2284298]. The practical implementation of the complex processing of bromine-bearing polycomponent hydro-mineral raw materials containing lithium in its composition, including chloride brines of the calcium-magnesium type, began as a result of the development of technologies for obtaining commercial lithium products based on the selective reagent-free extraction of lithium using a granular sorbent, including a compound of a disordered structure , corresponding to the general chemical formula LiCl 2 A1(OH)3 pHgO and capable of selectively sorbing LiCl from multicomponent brines at room temperature and releasing sorbed LiCl upon contact of a saturated sorbent with fresh water [Patent RU No. 2284298].

На этой основе разработан способ получения гранулированного хлорида кальция при комплексной переработке природных рассолов [Патент RU № 2284298], включающий осаждение CaCh H2O с примесью хлорида магния из пересыщенных рассолов хлоридного кальциево-магниевого типа, отделение маточного рассола обогащенного в 1 ,3 - 1 ,4 раза литием и бромом от осадка, получение из маточного обогащенного литием и бромом литиевого концентрата с использованием гранулированного сорбента на основе LiCl 2А1(ОН)з пНгО с последующим осаждением ЫгСОз из литиевого концентрата содой. После извлечения лития маточный рассол используют для получения брома и оксида магния. При этом часть литиевого концентрата после очистки от примесей и концентрирования подвергают мембранному электролизу производя раствор LiOH, перерабатываемый в LiOH Н2О и анодный хлор, используемый в качестве окислителя бромид-ионов в элементный бром. On this basis, a method has been developed for obtaining granular calcium chloride in the complex processing of natural brines [Patent RU No. 2284298], including precipitation of CaCh H2O with an admixture of magnesium chloride from supersaturated brines of the calcium-magnesium chloride type, separation of the mother brine enriched by 1.3 - 1.4 times with lithium and bromine from the sediment, obtaining from the mother brine enriched with lithium and bromine a lithium concentrate using a granular sorbent based on LiCl 2A1(OH)3 pH2O, followed by precipitation of LiCl3 from the lithium concentrate with soda. After the extraction of lithium, the mother brine is used to produce bromine and magnesium oxide. At the same time, a part of the lithium concentrate, after purification from impurities and concentration, is subjected to membrane electrolysis, producing a solution of LiOH, which is processed into LiOH H2O, and anodic chlorine, which is used as an oxidizer of bromide ions into elemental bromine.

По своей технической сущности и достигаемому результату этот способ является наиболее близким к заявляемому и выбран нами в качестве прототипа. Однако наряду с несомненными достоинствами данный способ имеет недостатки. Недостатками способа являются: In terms of its technical essence and the achieved result, this method is the closest to the claimed one and was chosen by us as a prototype. However, along with the undoubted advantages, this method has disadvantages. The disadvantages of the method are:

- отсутствие в технологическом цикле операций, позволяющих очищать рассолы от примесей нефтепродуктов, железа и марганца, что затрудняет его прямое использование для комплексной переработки промысловых рассолов хлоридного кальциево-магниевого типа нефтегазодобывающих предприятий; - the absence in the technological cycle of operations that make it possible to purify brines from impurities of oil products, iron and manganese, which makes it difficult to use it directly for the complex processing of commercial brines of calcium-magnesium chloride type of oil and gas producing enterprises;

- способ высоко эффективен только при переработке бромоносных рассолов, пересыщенных по солесодержанию, в частности, по содержанию кальция; - the method is highly effective only in the processing of bromine-bearing brines supersaturated in salt content, in particular, in calcium content;

- получение неорганических бромидов по данному способу только через бромирование оснований или карбонатов щелочных, щелочноземельных металлов элементным бромом, десорбируемым из рассола острым паром с последующей конденсацией в жидкую фазу при охлаждении; - obtaining inorganic bromides by this method only through the bromination of bases or carbonates of alkali, alkaline earth metals with elemental bromine, desorbed from the brine with live steam, followed by condensation into the liquid phase upon cooling;

- ограниченная номенклатура производимой товарной продукции. - a limited range of manufactured commercial products.

Предлагаемый способ комплексной переработки бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья сохраняет все преимущества прототипа и устраняет вышеперечисленные недостатки. The proposed method for the complex processing of bromine polycomponent hydro-mineral raw materials retains all the advantages of the prototype and eliminates the above disadvantages.

Сущность изобретения The essence of the invention

Технический результат, обеспечивающий устранение указанных недостатков, достигается использованием следующих технических и технологических решений. The technical result, which eliminates these shortcomings, is achieved using the following technical and technological solutions.

Технический результат достигается тем, что поток исходного промыслового рассола подщелачивают, поддерживая показатель pH в потоке промыслового рассола на уровне 6,5 - 7,0, далее поток промыслового рассола смешивают с потоком атмосферного воздуха из расчета 0,4 - 0,5 м3 атмосферного воздуха на 1 м3 промыслового рассола для перевода растворимой формы железа валентного (+2) в нерастворимую фазу железа валентностью (+3), полученный смешанный воздушно-рассольный поток дегазируют путем его излива в сосуд, имеющий сдувку в атмосферу, с выводом обогащенной нефтепродуктами восходящей части дегазируемого потока промыслового рассола через верхний слив с последующей подачей в отстойник для разделения нефти и промыслового рассола и выводом обедненной по нефтепродуктам основной нисходящей части дегазированного потока промыслового рассола через нижний слив на смешение с содержащим гипохлорит ионы окислителем для перевода растворимой формы марганца валентностью (+2) в нерастворимую форму марганца валентностью (+4), после последовательной дозировки в обедненный по нефтепродуктам, дегазированный и прошедший стадию окисления марганца поток промыслового раствора коагулянта и флокулянта его направляют на операцию флотационной очистки от взвешенных частиц примесей в радиальный флотатор с флокулянтом и блоком сатурации, пенный слив флотатора, содержащий удаленные из потока промыслового рассола частицы примесей после дозировки в него флокулянта направляют на разделение твердой и жидкой фаз в пресс-фильтр, отделенную от взвешенных частиц часть смешивают с поступающим на флотацию потоком промыслового рассола. The technical result is achieved by the fact that the flow of the original commercial brine is alkalized, maintaining the pH in the commercial brine flow at the level of 6.5 - 7.0, then the commercial brine flow is mixed with the flow of atmospheric air at the rate of 0.4 - 0.5 m 3 atmospheric air per 1 m 3 of commercial brine to transfer the soluble form of valence iron (+2) into the insoluble phase of iron with valency (+3), the resulting mixed air-brine flow is degassed by pouring it into a vessel having a blow-off into the atmosphere, with the output of the oil-enriched ascending part of the degassed flow of the commercial brine through the upper drain, followed by supply to the settling tank for separating oil and commercial brine and the output of the main descending part depleted in oil products degassed flow of commercial brine through the lower drain for mixing with an oxidizing agent containing hypochlorite ions to transfer the soluble form of manganese with a valence (+2) into an insoluble form of manganese with a valence (+4), after sequential dosing into a commercial stream depleted in oil products, degassed and undergoing the stage of oxidation of manganese solution of the coagulant and flocculant, it is sent to the operation of flotation cleaning from suspended particles of impurities in a radial flotation machine with a flocculant and a saturation unit, a frothy drain of the flotation cell containing particles of impurities removed from the commercial brine flow after dosing flocculant is directed to the separation of solid and liquid phases in a press filter, the part separated from suspended particles is mixed with the flow of commercial brine entering the flotation.

Технический результат достигается тем, что прошедший стадии флотации и контрольной фильтрации очищенный от примесей нефтепродуктов, железа и марганца поток промыслового рассола направляют на операцию извлечения хлорида лития на гранулированном сорбенте ДГАЛ-С1, основой которого является селективное к LiCl неорганическое соединение LiCl 2А1(ОН)з пНгО, с получением первичного хлоридного литиевого концентрата. The technical result is achieved by the fact that the commercial brine stream, which has passed the stages of flotation and control filtration, purified from impurities of oil products, iron and manganese, is sent to the operation of extracting lithium chloride on a granular sorbent DGAL-C1, the basis of which is the inorganic compound LiCl 2A1 (OH) 3 selective to LiCl pNgO, with the production of primary lithium chloride concentrate.

Технический результат достигается тем, что прошедший стадию извлечения хлорида лития промысловый рассол направляют на операцию эжектирования хлор-газа и окисления содержащихся в промысловом рассоле бромид-ионов в элементный бром, при этом десорбцию элементного брома из промыслового рассола ведут потоком газа-носителя, возвращаемого на операцию десорбции элементного брома после прохождения насыщенного бромом потока газа-носителя последовательно операций абсорбционной очистки от примеси активного хлора в виде межгалоидного соединения ВгС1, абсорбционной очистки от брома и таким образом постоянно циркулирующего в замкнутом контуре: десорбция элементного брома из потока промыслового рассола - очистка от избыточного активного хлора в виде межгалоидного соединения ВгС1 - абсорбция элементного брома щелочными и карбонатными абсорбентами содержащими восстановители с получением водных растворов бромидных солей в качестве продуктов абсорбции брома - десорбция элементного брома из потока промыслового рассола. Технический результат достигается тем, что часть потока промыслового рассола, прошедшего извлечение лития, используют для извлечения магния в виде гидроксида магния введением в рассол гидроксил-ионов, извлечения кальция в виде гидроксида кальция, введением в рассол гидроксид-ионов, извлечение стронция в виде карбонатного стронциевого концентрата введение в рассол карбонат-ионов. The technical result is achieved by the fact that the commercial brine that has passed the stage of extracting lithium chloride is sent to the operation of ejecting chlorine gas and oxidizing the bromide ions contained in the commercial brine into elemental bromine, while the desorption of elemental bromine from the commercial brine is carried out with a carrier gas flow returned to the operation desorption of elemental bromine after passage of a carrier gas stream saturated with bromine in succession of operations of absorption purification from active chlorine impurities in the form of an interhalogen compound BrCl, absorption purification from bromine and thus constantly circulating in a closed circuit: desorption of elemental bromine from a stream of commercial brine - purification from excess active chlorine in the form of the interhalogen compound BrCl - absorption of elemental bromine by alkaline and carbonate absorbents containing reducing agents to obtain aqueous solutions of bromide salts as bromine absorption products - desorption of elemental bromine from the field flow brine. The technical result is achieved by the fact that part of the stream of commercial brine that has undergone the extraction of lithium is used to extract magnesium in the form of magnesium hydroxide by introducing hydroxyl ions into the brine, extracting calcium in the form of calcium hydroxide, introducing hydroxide ions into the brine, extracting strontium in the form of carbonate strontium concentrate introduction of carbonate ions into the brine.

Технический результат достигается тем, что в случае образования углекислого газа на операции абсорбции брома щелочными карбонатными абсорбентами в присутствии восстановителей, поток циркулирующего газа-носителя, прошедший операцию абсорбции брома дополнительно подвергают очистке от углекислого газа щелочными абсорбентами с получением растворов или суспензий карбонатных солей в качестве продуктов абсорбции углекислого газа. The technical result is achieved by the fact that in the case of the formation of carbon dioxide during the operation of absorption of bromine by alkaline carbonate absorbents in the presence of reducing agents, the flow of circulating carrier gas that has passed the operation of absorption of bromine is additionally subjected to purification from carbon dioxide by alkaline absorbents to obtain solutions or suspensions of carbonate salts as products absorption of carbon dioxide.

Технический результат достигается тем, что очистка потока бром содержащего газа- носителя от примеси активного хлора в составе межгалоидного соединения ВгС1 ведут абсорбцией ВгС1 водным раствором бромида металла, направляя отработанный абсорбент на смешение с бромоносным промысловым рассолом перед его хлорированием, процессы абсорбции паров брома из потока газа-носителя ведут в две ступени в циркуляционно-проточном движении абсорбента брома по отношению к движению очищаемого потока газ-носителя при этом вывод объема полностью отработанного абсорбента, являющегося продуктивным раствором бромидной соли, в единицу времени осуществляют в непрерывном режиме с первой ступени абсорбции при достижении показателя pH в циркулирующем абсорбенте значения 5,0 - 5,5, компенсируя убыль абсорбента подачей на первую ступень эквивалентного объема абсорбента со второй ступени абсорбции, компенсируя в свою очередь убыль абсорбента на второй ступени подачей на вторую ступень абсорбции эквивалентного объема исходного абсорбента. The technical result is achieved by the fact that the flow of bromine-containing carrier gas is purified from impurities of active chlorine in the composition of the interhalogen compound BgCl by absorption of BgCl by an aqueous solution of metal bromide, directing the spent absorbent to mixing with bromine-bearing commercial brine before its chlorination, the processes of absorption of bromine vapor from the gas stream - the carrier is carried out in two stages in the circulation-flow motion of the bromine absorbent in relation to the movement of the carrier gas stream being cleaned, while the output of the volume of the completely spent absorbent, which is a productive solution of the bromide salt, is carried out per unit time in a continuous mode from the first stage of absorption when the indicator is reached pH in the circulating absorbent is 5.0 - 5.5, compensating for the loss of absorbent by supplying an equivalent volume of absorbent to the first stage from the second absorption stage, in turn compensating the loss of absorbent in the second stage by supplying an equivalent volume to the second stage of absorption original absorbent.

Технический результат достигается тем, что очистку газа-носителя от углекислого газа ведут в две ступени в циркуляционно-проточном режиме движения абсорбента, содержащего гидроксид натрия, по отношению к движению очищенного от брома потока газа- носителя, при этом вывод объема полностью отработанного абсорбента, являющегося продуктивным раствором карбоната натрия, осуществляют в непрерывном режиме с первой ступени абсорбции при достижении показателя pH в циркулирующем растворе абсорбента значения 9,0 - 9,5, компенсируя убыль объема подачей на первую ступень абсорбции эквивалентного объема абсорбента со второй ступени абсорбции в свою очередь, компенсируя убыль абсорбента на второй ступени абсорбции подачей на вторую ступень абсорбции эквивалентного объема исходного раствора гидроксида натрия. The technical result is achieved by the fact that the purification of the carrier gas from carbon dioxide is carried out in two stages in the circulation-flow mode of movement of the absorbent containing sodium hydroxide in relation to the movement of the carrier gas stream purified from bromine, while the output of the volume of completely spent absorbent, which is with a productive sodium carbonate solution, is carried out in a continuous mode from the first absorption stage when the pH value in the circulating absorbent solution reaches 9.0 - 9.5, compensating for the volume loss by supplying an equivalent volume of absorbent to the first absorption stage from the second absorption stage, in turn, compensating loss of absorbent in the second stage of absorption by supplying to the second stage of absorption of an equivalent volume of the initial sodium hydroxide solution.

Технический результат достигается тем, что эжектируемый потоком очищенного от нефтепродуктов, железа и марганца хлор-газ производят мембранным электролизом раствора хлорида натрия, полученного в результате выделения из потока, очищенного от нефтепродуктов, железа и марганца промыслового рассола брома, хлорида лития, магния в виде гидроксида магния, кальция в виде гидроксида кальция, стронция в виде карбонатного стронциевого концентрата и очищенного от остатков примесей кальция, магния, стронция и сульфат-ионов, вначале реагентно щелочно-карбонатным методом, затем ионным обменом на ионите Lewatit ТР-208 в Na-форме или на ионите-аналоге в Na-форме, раствор NaOH, производимый в качестве побочного продукта при производстве хлор-газа мембранным электролизом используют в качестве щелочного реагента для производства бромида натрия и раствора соды, а также в качестве осадительного реагента для осаждения марганца и кальция из прошедшего стадии извлечения брома, хлорида лития, магния, кальция и стронция для его реагентной очистки от остатка примесей, кроме того раствор соды, производимый из NaOH на операции получения продуктивного раствора бромида металла используют в качестве реагента для получения карбоната лития и карбонатного стронциевого концентрата. The technical result is achieved by the fact that the chlorine gas ejected by a stream purified from petroleum products, iron and manganese is produced by membrane electrolysis of a solution of sodium chloride obtained as a result of separation from a stream purified from oil products, iron and manganese commercial brine of bromine, lithium chloride, magnesium in the form of magnesium hydroxide, calcium in the form of calcium hydroxide, strontium in the form of carbonate strontium concentrate and purified from the remnants of impurities of calcium, magnesium, strontium and sulfate ions, first reagent alkaline carbonate method, then by ion exchange on the Lewatit TR-208 ion exchanger in the Na-form or on the ion exchanger analog in the Na-form, the NaOH solution produced as a by-product in the production of chlorine gas by membrane electrolysis is used as an alkaline reagent for the production of sodium bromide and soda solution, as well as a precipitating agent for the precipitation of manganese and calcium from the past stage of extraction of bromine, lithium chloride, magnesium, calcium and strontium for its reagent purification from the remainder of impurities, in addition, a soda solution produced from NaOH at the stage of obtaining a productive bromide solution metal is used as a reagent for the production of lithium carbonate and carbonate trontium concentrate.

Технический результат достигается тем, что производимые из компонентов промыслового рассола продукты Са(ОН)г, NaOH и Ch используют в качестве сырья для производства нейтрального гипохлорита кальция. The technical result is achieved by the fact that the Ca(OH)g, NaOH and Ch products produced from the components of the commercial brine are used as raw materials for the production of neutral calcium hypochlorite.

Технический результат достигается тем, что для получения продуктивных растворов: бромида натрия, бромида лития, бромида магния, бромида кальция, бромида стронция в качестве абсорбентов элементного брома из потока газа-носителя соответственно используют: водный раствор гидроксида натрия или водный раствор карбоната натрия, водный раствор гидроксида лития или водную суспензию карбоната лития, водную суспензию гидроксида магния или водную суспензию карбоната магния, водную суспензию гидроксида кальция или водную суспензию карбоната кальция, водную суспензию гидроксида стронция или водную суспензию карбоната стронция, а в качестве восстановителя аммиак, гидразин, гидразин гидрат, гидроксиламин, карбамид, муравьиную кислоту или аналоги этих восстановителей, элементный состав которых исключает риск загрязнения абсорбентов брома побочными ингредиентами. The technical result is achieved by the fact that to obtain productive solutions: sodium bromide, lithium bromide, magnesium bromide, calcium bromide, strontium bromide as absorbents of elemental bromine from the carrier gas flow, respectively, use: an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of sodium carbonate, an aqueous solution lithium hydroxide or an aqueous suspension of lithium carbonate, an aqueous suspension of magnesium hydroxide or an aqueous suspension of magnesium carbonate, an aqueous suspension of calcium hydroxide or an aqueous suspension of calcium carbonate, an aqueous suspension of strontium hydroxide or an aqueous suspension of strontium carbonate, and as a reducing agent ammonia, hydrazine, hydrazine hydrate, hydroxylamine , carbamide, formic acid or analogues of these reducing agents, the elemental composition of which excludes the risk of contamination of bromine absorbents by side ingredients.

Технический результат достигается тем, что получаемые растворы бромидных солей упаривают до получения расплавов бромидных солей, расплавы бромидных солей охлаждают и получают либо безводные твердофазные бромидные соли, например бромид натрия либо твердофазные кристаллогидраты бромидных солей, например, двуводный кристаллогидрат бромида кальция. The technical result is achieved by the fact that the resulting solutions of bromide salts are evaporated to obtain melts of bromide salts, the melts of bromide salts are cooled and either anhydrous solid-phase bromide salts, for example sodium bromide, or solid-phase crystalline hydrates of bromide salts, for example, calcium bromide dihydrate crystalline hydrate, are obtained.

Технический результат достигается тем, что выделенный из промыслового раствора гидроксид магния используют для получения оксида магния затворяющих компонентов магнезиальных цементов в виде раствора хлорида магния и раствора гидрокарбоната маг-The technical result is achieved by the fact that magnesium hydroxide isolated from the field solution is used to obtain magnesium oxide of the closing components of magnesia cements in the form of a solution of magnesium chloride and a solution of magnesium bicarbonate

НИЯ. Технический результат достигается тем, что выведенную из состава флотаторов твердую фазу частиц, представляющую собой смесь БегОз и MgCh с нефтепродуктами, используют в качестве сырьевой добавки на металлургических предприятиях. NIA. The technical result is achieved by the fact that the solid phase of particles removed from the composition of the flotators, which is a mixture of FeO3 and MgCh with oil products, is used as a raw material additive at metallurgical enterprises.

Технический результат достигается тем, что получаемый с использованием селективного к хлориду гранулированного сорбента ДГАЛ-С1 (в основе неорганическое соединение LiCl 2А1(ОН)з Т1Н2О разупорядоченной структуры) первичный хлоридный литиевый концентрат после концентрирования по LiCl и очистки от примесей применяют для производства карбоната лития, хлорида лития моногидрата, гидроксида лития моногидрата, при этом анодный хлор, образующийся в процессе производства гидроксида лития моногидрата на операции мембранного электролиза раствора хлорида лития в раствор гидроксида лития используют для окисления бромид-ионов в элементный бром в технологии получения бромидных солей из промысловых рассолов хлоридного кальциево-магниевого типа нефтегазодобывающих предприятий. The technical result is achieved by the fact that the primary lithium chloride concentrate obtained using the chloride-selective granular sorbent DGAL-C1 (based on the inorganic compound LiCl 2A1 (OH) 3 T1H2O of a disordered structure) after concentration by LiCl and purification from impurities is used to produce lithium carbonate, lithium chloride monohydrate, lithium hydroxide monohydrate, while anodic chlorine, formed during the production of lithium hydroxide monohydrate at the operation of membrane electrolysis of a solution of lithium chloride into a solution of lithium hydroxide, is used to oxidize bromide ions to elemental bromine in the technology for producing bromide salts from commercial brines of calcium chloride -magnesium type oil and gas producing enterprises.

Технический результат достигается тем, что поток исходного промыслового рассола подщелачивают, путем смешения со щелочным реагентом, поддерживают показатель pH в потоке промыслового рассола на уровне 6,5 - 7,0, далее поток промыслового рассола смешивают с потоком атмосферного воздуха из расчета 0,4 - 0,5 м3 атмосферного воздуха на 1 м3 промыслового рассола для перевода растворимой формы железа валентностью (+2) в нерастворимую форму железа валентностью (+3), полученный смешанный воздушно-рассольный поток дегазируют путем его излива в сосуд, имеющий сдувку в атмосферу, с выводом обогащенной нефтепродуктами восходящей части дегазируемого потока промыслового рассола через верхний слив с последующей подачей в источник исходного промыслового рассола и выводом обедненной по нефтепродуктам основной нисходящей части дегазированного потока промыслового рассола через нижний слив на смешение с содержащим гипохлорит ионы окислителем для перевода растворимой формы марганца валентностью (+2) в нерастворимую форму марганца валентностью (+4), последовательно дозируют в обедненный по нефтепродуктам дегазированный и прошедший стадию окисления марганца поток промыслового рассола коагулянт и флокулянт и его направляют на операцию флотационной очистки от взвешенных частиц примесей в радиальный флотатор с флокулятором и блоком сатурации, пенный слив флотатора, содержащий удаленные из потока промыслового рассола взвешенные частицы примесей после дозирования в него флокулянта направляют на разделение твердой и жидкой фаз в пресс-фильтр, отделенную от взвешенных частиц примесей жидкую фазу смешивают с поступающим на флотацию потоком промыслового рассола, прошедший операции флотации и контрольной фильтрации поток очищенного промыслового рассола подают вначале на операцию эжектирования хлор-газа и окисления содержащихся в промысловом рассоле бромид ионов в элементный бром, осуществ- ляют десорбцию элементного брома из промыслового рассола потоком газа-носителя, который возвращают на операцию десорбции элементного брома после прохождения насыщенного бромом потока газа-носителя последовательных операций, на которых осуществляют абсорбционную очистку от примеси активного хлора в виде межгалоидного соединения ВгС1, абсорбционную очистку от брома, и обеспечивают, таким образом, постоянное циркулирование в замкнутом контуре: десорбция элементного брома из потока промыслового рассола - очистка от избыточного активного хлора в виде межгалоидного соединения ВгС1 - абсорбция элементного брома щелочными и карбонатными абсорбентами, содержащими восстановители с получением водных растворов бромидных солей в качестве продуктов абсорбции брома - десорбция элементного брома из потока промыслового рассола, и направляют поток промыслового раствора, прошедшего стадию извлечения брома, на извлечения хлорида лития на гранулированном сорбенте, в качестве которого используют LiC1.2Al(OH)3.nH2O разупорядоченной структуры, с получением хлоридного литиевого концентрата, при этом используют часть потока промыслового рассола прошедшего извлечение лития и брома для последовательного извлечения магния в виде гидроксида магния введением в рассол гидроксил - ионов, извлечения кальция в виде гидроксида кальция введением в рассол гидроксил-ионов, извлечения стронция в виде карбонатного стронциевого концентрата введением в рассол карбонат-ионов. The technical result is achieved by the fact that the flow of the original commercial brine is alkalized by mixing with an alkaline reagent, the pH in the commercial brine flow is maintained at the level of 6.5 - 7.0, then the commercial brine flow is mixed with the atmospheric air flow at the rate of 0.4 - 0.5 m3 of atmospheric air per 1 m3 of commercial brine to transfer the soluble form of iron with valence (+2) into the insoluble form of iron with valence (+3), the resulting mixed air-brine flow is degassed by pouring it into a vessel having a blow-off into the atmosphere, with output of the ascending part of the degassed commercial brine stream enriched with oil products through the upper drain with subsequent supply to the source of the initial commercial brine and the withdrawal of the main descending part of the degassed commercial brine stream depleted in oil products through the lower drain for mixing with an oxidizing agent containing hypochlorite ions to convert the soluble form of manganese with a valence (+ 2) in non-rac the created form of manganese with a valence (+4), is sequentially dosed into the coagulant and flocculant, depleted in oil products, degassed and undergoing the stage of oxidation of manganese, the flow of commercial brine, and it is sent to the operation of flotation purification from suspended particles of impurities in a radial flotator with a flocculator and a saturation unit, a frothy drain of the flotator , containing suspended particles of impurities removed from the flow of commercial brine after dosing the flocculant into it, is sent to the separation of solid and liquid phases in a press filter, the liquid phase separated from suspended particles of impurities is mixed with the flow of commercial brine entering the flotation, the flow that has passed the operations of flotation and control filtration purified commercial brine is first fed to the operation of ejecting chlorine gas and oxidizing the bromide ions contained in the commercial brine into elemental bromine, carried out desorption of elemental bromine from the commercial brine is carried out by a carrier gas stream, which is returned to the elemental bromine desorption operation after passing through the carrier gas stream saturated with bromine of successive operations, in which absorption purification from an admixture of active chlorine in the form of an interhalogen compound BrCl, absorption purification from bromine is carried out, and thus ensure constant circulation in a closed loop: desorption of elemental bromine from the flow of commercial brine - purification from excess active chlorine in the form of interhalogen compound BrCl - absorption of elemental bromine by alkaline and carbonate absorbents containing reducing agents to obtain aqueous solutions of bromide salts as products bromine absorption - desorption of elemental bromine from the flow of commercial brine, and the flow of the commercial solution, which has passed the stage of extraction of bromine, is directed to the extraction of lithium chloride on a granular sorbent, which is used as LiC1.2Al (OH )3.nH2O of a disordered structure, with the production of a lithium chloride concentrate, while using a part of the stream of commercial brine that has undergone the extraction of lithium and bromine for the sequential extraction of magnesium in the form of magnesium hydroxide by introducing hydroxyl ions into the brine, the extraction of calcium in the form of calcium hydroxide by introducing hydroxyl into the brine -ions, extraction of strontium in the form of a carbonate strontium concentrate by introducing carbonate ions into the brine.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению со способом прототипа состоит: The advantage of the proposed method in comparison with the method of the prototype is:

1. В расширении диапазона гидроминеральных бромоносных сырьевых источников пригодных для получения бромидных солей путем приведения к использованию для этих целей поликомпонентных промысловых рассолов нефтегазодобывающих предприятий; 1. In expanding the range of hydromineral bromine raw materials suitable for obtaining bromide salts by bringing to the use of multicomponent commercial brines of oil and gas producing enterprises for these purposes;

2. В расширении номенклатуры товарных продуктов, производимых из одного и того же сырьевого источника; 2. In expanding the range of commercial products produced from the same raw material source;

3. В снижении себестоимости производства за счет расширения номенклатуры производимых продуктов; 3. In reducing the cost of production by expanding the range of manufactured products;

4. В возможности ввода в эксплуатацию любого из технологических переделов по мере его готовности вне зависимости от готовности и эксплуатации других технологических переделов; 4. In the possibility of commissioning any of the technological stages as soon as it is ready, regardless of the readiness and operation of other technological stages;

5. В возможности реализации производства бромидов любых металлов без необходимости перестройки аппаратурного оформления. 5. In the possibility of implementing the production of bromides of any metals without the need to restructure the hardware design.

Реальность достижения технического результата подтверждается описанием технологической схемы комплексной переработки бромоносных поликомпонентных промысловых рассолов хлоридного кальциево-магниевого типа. The reality of achieving the technical result is confirmed by the description of the technological scheme for the complex processing of bromine-bearing polycomponent commercial brines of calcium-magnesium chloride type.

Перечень чертежей Фиг. 1. Принципиальная технологическая схема получения бромидов металлов из промысловых поликомпонентных бромоносных рассолов хлоридного кальциево-магние- вого типа. List of drawings Fig. 1. Principal process flow diagram for the production of metal bromides from field polycomponent bromine-bearing brines of calcium-magnesium chloride type.

В соответствии с принципиальной технологической схемой (Фиг. 1) поток исходного бромоносного поликомпонентного рассола с показателем рН=4,5 - 5,0, содержащий нефтепродукты, железо (+2) и марганец (+2) в виде примесей подщелачивают раствором NaOH до рН=6,5 - 7,0 и подвергают аэрированию путем смешивания с заданным объемным потоком атмосферного воздуха для окисления Fe2+ в Fe3+ по механизму описываемому следующими химическими реакциями:

Figure imgf000012_0001
In accordance with the process flow diagram (Fig. 1), the flow of the original bromine-bearing multicomponent brine with pH = 4.5 - 5.0, containing oil products, iron (+2) and manganese (+2) in the form of impurities, is alkalized with a NaOH solution to pH \u003d 6.5 - 7.0 and subjected to aeration by mixing with a given volumetric flow of atmospheric air for the oxidation of Fe 2+ to Fe 3+ according to the mechanism described by the following chemical reactions:
Figure imgf000012_0001

Смешанный рассоловоздушный поток рассола дегазируют в процессе его нисходящего движения через емкость, имеющую сдувку в атмосферу. В процессе дегазации происходит частичная флотация нефти воздухом и коагуляция. Обогащенный нефтью в процессе дегазации верхний слой рассола постоянно выводят из процесса малым потоком через верхний слив и возвращают на передел разделения нефти и рассола. Основной поток дегазированного и частично обедненного по нефтепродуктам и содержащей взвешенные частицы Fe2O3 выводят через нижний слив и смешивают с раствором окислителя в форме соединения, содержащего гипохлорит ионы (NaOCl или Са(ОС1)г) для окисления растворимый Мп2+ в нерастворимый Мп4+ по реакции: The mixed brine-air flow of the brine is degassed in the process of its downward movement through a container having a blow-off into the atmosphere. In the process of degassing, the oil is partially floated by air and coagulated. The upper layer of brine enriched with oil in the process of degassing is constantly withdrawn from the process with a small flow through the upper drain and returned to the oil and brine separation stage. The main flow of degassed and partially depleted in oil products and containing suspended particles of Fe 2 O 3 is removed through the bottom drain and mixed with an oxidizing agent solution in the form of a compound containing hypochlorite ions (NaOCl or Ca(OC1)g) to oxidize soluble Mn 2+ to insoluble Mn 4+ by reaction:

MnCh + OCF + Н2О -* МпО2; + ЗСГ + 2Н+ (5)MnCh + OCF + H 2 O - * MnO 2 ; + ZSG + 2Н + (5)

После дозирования в поток рассола коагулянта и флокулянта он поступает на операцию флотации содержащихся в нем взвешенных частиц Fe2O3, МпОг и остаточной нефти. В процессе флотации взвешенные частицы выводятся из основного потока рассола в составе верхнего пенного слива. В поток пенного слива дозируют флокулянт и подвергают разделению фаз на пресс-фильтре. Полученный после разделения фаз кек, содержащий Fe2O3, МпОг и остатки нефтепродуктов складируют и направляют на металлургические заводы, а жидкую фазу смешивают с потоком рассола поступающем на флотацию. After dosing coagulant and flocculant into the brine flow, it enters the operation of flotation of the suspended particles of Fe 2 O 3 contained in it, MnOg and residual oil. During the flotation process, suspended solids are removed from the main brine stream in the top froth overflow. A flocculant is dosed into the foam overflow stream and subjected to phase separation on a press filter. The cake obtained after separation of the phases, containing Fe 2 O 3 , MnOg and the remains of oil products is stored and sent to metallurgical plants, and the liquid phase is mixed with the brine flow entering the flotation.

Предлагаемая технология комплексной переработки промысловых поликомпонентных бромоносных рассолов также позволяет изменять последовательность ввода бромного и литиевого технологических переделов без изменения основных показателей этих производств. На принципиальной технологической схеме вариант реализации опережающего ввода в производство литиевого передела по отношению к бромному показан штрихпунк- тирной линией. В случае если технологическая схема производства комплексной переработки промысловых бромоносных поликомпонентных рассолов реализуется по варианту предполагающему извлечение брома из очищенного рассола перед извлечением хлорида лития (на принципиальной технологической схеме вариант реализации опережающего ввода в производство бромного передела по отношению к литиевому показан сплошной линией), то прошедший операции флотации и контрольной фильтрации рассол направляют на операцию эжектирования хлор-газа. Операция эжектирования обеспечивает, во-первых, равномерное растворение хлор-газа в объеме потока промыслового рассола, во-вторых, оптимальные условия для окисления содержащихся в промысловом рассоле бромид-ионов в элементный бром, описываемого следующим уравнением химической реакции: The proposed technology for the complex processing of commercial polycomponent bromine brines also allows you to change the sequence of input of bromine and lithium technological stages without changing the main indicators of these industries. On the basic technological scheme, the implementation option for the advanced introduction into production of lithium processing unit in relation to bromine is shown by a dash-dotted line. If the technological scheme for the production of complex processing of commercial bromine-bearing multicomponent brines is implemented according to the option involving the extraction of bromine from the purified brine before the extraction of lithium chloride (on the basic technological scheme, the implementation option for the advanced introduction of bromine redistribution into production in relation to lithium is shown by a solid line), then the past operations flotation and control filtration, the brine is sent to the operation of chlorine gas ejection. The ejection operation provides, firstly, uniform dissolution of chlorine gas in the volume of the commercial brine flow, and secondly, optimal conditions for the oxidation of bromide ions contained in the commercial brine into elemental bromine, which is described by the following chemical reaction equation:

С12 + 2ВГ -> Вг2 + 2СГ (6) С1 2 + 2ВГ -> Вг 2 + 2СГ (6)

Ввиду того, что достижение высокой степени окисления (не ниже 95%) бромид- ионов можно обеспечить только избытком растворенного в промысловом рассоле хлора, в рассоле неизбежно образование некоторого количества межгалоидного соединения ВгС1 по реакции: In view of the fact that the achievement of a high degree of oxidation (not lower than 95%) of bromide ions can be ensured only by an excess of chlorine dissolved in the commercial brine, the formation of a certain amount of the interhalogen compound BrCl is inevitable in the brine according to the reaction:

Вг2 + С12 -> 2ВгС1 (7)Br 2 + C1 2 -> 2BrC1 (7)

Далее промысловый рассол, содержащий в своем составе растворенный Вгг с примесью ВгС1, поступает на операцию десорбции брома из промыслового рассола в газовую фазу. Для десорбции брома из промыслового рассола используют процесс, основанный на противоточном контакте потока газа-носителя с потоком промыслового рассола в аппаратах, обеспечивающих высокоразвитую поверхность контакта взаимодействующих фаз. Процесс десорбции брома ведут в циркуляционно-противоточном режиме движения промыслового рассола по отношению к движению насыщенного парами Вг и ВгС1 потока газа- носителя, что позволяет изменять глубину десорбции брома в процессе эксплуатации при изменении концентрации брома в промысловом рассоле. Прошедший стадию десорбции и насыщенный парами Вгг и ВгС1 газ-носитель вначале очищают от бромистого хлора путем его противоточной абсорбции из потока газа-носителя абсорбентом, содержащим бромид ионы в своем составе. В качестве абсорбента ВгС1 может выступать как часть промыслового рассола, прошедшего стадию очистки от железа, марганца и нефтепродуктов, так и часть продуктивного раствора бромида металла, являющегося конечным продуктом операции абсорбции брома. Процесс абсорбции ВгС1 бромидными абсорбентами описывается следующим уравнением химической реакции: Further, the commercial brine, containing in its composition dissolved Br with an admixture of BrCl, enters the operation of desorption of bromine from the commercial brine into the gas phase. For the desorption of bromine from the commercial brine, a process is used based on countercurrent contact of the carrier gas flow with the commercial brine flow in apparatuses that provide a highly developed contact surface of the interacting phases. The process of bromine desorption is carried out in a circulation-countercurrent mode of movement of the commercial brine with respect to the movement of the carrier gas flow saturated with Br and BrCl vapors, which allows changing the depth of bromine desorption during operation with a change in the bromine concentration in the commercial brine. Having passed the desorption stage and saturated with Br and BrCl vapors, the carrier gas is first purified from chlorine bromide by countercurrent absorption from the carrier gas flow by an absorbent containing bromide ions in its composition. As an absorbent, BrCl can act as a part of the commercial brine that has passed the stage of purification from iron, manganese and oil products, and a part of the productive solution of metal bromide, which is the final product of the bromine absorption operation. The process of BrCl absorption by bromide absorbents is described by the following chemical reaction equation:

ВгС1 + ВГ -> Вг2 + С? (8)BrC1 + VG -> Br2 + C? (8)

Таким образом, поток газа-носителя обогащается элементным бромом, а активный хлор, находящийся в составе ВгС1 переходит в абсорбент, восстанавливаясь до хлор-ионов. Очищенный от активного хлора и обогащенный бромом газ-носитель поступает на операцию абсорбции брома. Операцию абсорбции элементного брома из потока газа-носителя с получением продуктивного бромидного раствора в качестве конечного продукта данной операции ведут щелочными растворами или карбонатными растворами (NaOH, агСОз, LiOH, КОН, К2СО3), щелочными (Са(ОН)г, Mg(OH)2, 8г(ОН)г) или карбонатными (СаСОз, MgCOs, ЗгСОз. Ы2СО3) пульпами в присутствии восстановителей типа NH3, N2H2,(NH2)2CO, исключающих загрязнение бромидных растворов инородными катионами или анионами. В случае использования щелочных растворов и пульп в присутствии карбамида процесс абсорбции описывается следующими уравнениями химических реакций:

Figure imgf000014_0001
В случае использования щелочных растворов и пульп в присутствии аммиака процесс абсорбции описывается следующими уравнениями химических реакций: Thus, the carrier gas flow is enriched with elemental bromine, and the active chlorine, which is in the composition of BrCl, passes into the absorbent, being reduced to chlorine ions. Purified from active chlorine and enriched with bromine, the carrier gas enters the bromine absorption operation. The operation of absorbing elemental bromine from a carrier gas stream to obtain a productive bromide solution as the end product of this operation is carried out with alkaline solutions or carbonate solutions (NaOH, arCO3, LiOH, KOH, K2CO3), alkaline (Ca(OH)g, Mg(OH) 2, 8g (OH)g) or carbonate (CaCO3, MgCOs, ZrCO3. N2CO3) pulps in the presence of reducing agents such as NH3, N2H2, (NH2)2CO, which exclude contamination of bromide solutions with foreign cations or anions. In the case of using alkaline solutions and pulps in the presence of carbamide, the absorption process is described by the following equations of chemical reactions:
Figure imgf000014_0001
In the case of using alkaline solutions and pulps in the presence of ammonia, the absorption process is described by the following equations of chemical reactions:

2NH3(r) + 6ОН(р) + ЗВг2(Г) — ► N2(r)T + 6Вг‘(р) + 6Н2О (13)2NH3(r) + 6OH(p) + 3Br2( G ) — ► N2(r)T + 6Br'(p) + 6H2O (13)

NH3(r) + Н2О(р) — > NH4OH(p) (14)NH 3 ( r) + H 2 O (p) -\u003e NH 4 OH (p) (14)

ЗВг2(г) + 2NH4OH(P) N2(r)? + 6НВг(Р) + 2Н2О(р) (15)SVg 2 (g) + 2NH 4 OH (P ) N2 ( r)? + 6НВг( Р ) + 2Н 2 О ( р) (15)

ОН'(р) + НВг(р) — » Вг’(р) + НгО(р) (16)OH'(p) + HBr(p) - Br'(p) + HgO(p) (16)

В случае использования карбонатных растворов и пульп в присутствии аммиака процесс абсорбции описывается следующими уравнениями химических реакций:

Figure imgf000014_0002
In the case of using carbonate solutions and pulps in the presence of ammonia, the absorption process is described by the following equations of chemical reactions:
Figure imgf000014_0002

Процесс щелочно-карбонатной абсорбции проводят в режиме противоточного движения потока газа-носителя и потока абсорбента в две ступени при проточно-циркуляционном движении абсорбента по ступеням. The process of alkali-carbonate absorption is carried out in the mode of countercurrent movement of the carrier gas flow and the absorbent flow in two stages with the flow-circulation movement of the absorbent in stages.

Первая ступень абсорбции преимущественно выполняет функцию доводки абсорбента, поступающего со второй ступени до продуктивного бромидного раствора (NaBr, СаВгг, MgBr2, LiBr, SrBn) концентрацией близкой к 300 г/дм3 с показателем рН=5,0 - 5,5. На этой ступени степень абсорбции не превышает 65%. Вторая ступень абсорбции ывпол- няет функции глубокой очистки газа-носителя от паров брома за счет поддержания доста- точно высокой щелочности в циркуляционной емкости второй ступени абсорбции. Абсорбент второй ступени абсорбции брома, передаваемый на первую ступень, имеет показатель рН=8,5 - 9,0. Предлагаемая схема абсорбции брома из газа-носителя позволяет упростить управление процессом, выводя в единицу времени заданный объем продуктивного бромидного раствора эквивалентный объему подаваемого на абсорбцию исходного абсорбента. The first absorption stage mainly performs the function of finishing the absorbent coming from the second stage to a productive bromide solution (NaBr, CaBr, MgBr 2 , LiBr, SrBn) with a concentration close to 300 g/dm 3 with a pH value of 5.0 - 5.5. At this stage, the degree of absorption does not exceed 65%. The second stage of absorption performs the functions of deep purification of the carrier gas from bromine vapor by maintaining a sufficient precisely high alkalinity in the circulation tank of the second absorption stage. The absorbent of the second stage of bromine absorption, transferred to the first stage, has a pH value of 8.5 - 9.0. The proposed scheme for the absorption of bromine from a carrier gas makes it possible to simplify the process control by outputting a given volume of a productive bromide solution per unit of time equivalent to the volume of the initial absorbent supplied for absorption.

Очищенный от паров брома газ-носитель в случае наличия в его составе углекислого газа, образующегося в результате абсорбции брома карбонатными растворами или пульпами, а также в результате абсорбции брома щелочными растворами с использованием в качестве восстановителя карбамида подвергают очистке от углекислого газа путем его абсорбции раствором NaOH, описываемой следующим уравнением химической реакции: The carrier gas purified from bromine vapors, if it contains carbon dioxide resulting from the absorption of bromine by carbonate solutions or pulps, as well as from the absorption of bromine by alkaline solutions using urea as a reducing agent, is subjected to purification from carbon dioxide by its absorption with NaOH solution , described by the following chemical reaction equation:

СОг(г) + NaOH(p) — > НагСОз(р) + НгО(р) (24)CO2(g) + NaOH(p) —> NagCO3(p) + HgO(p) (24)

Схема организации процесса абсорбции углекислого газа аналогична схеме организации абсорбции брома при полной идентичности применяемого оборудования. При этом первая ступень абсорбции СОг выполняет преимущественно функцию доводки абсорбента, поступающего со второй ступени абсорбции до продуктивного содового раствора, состава: МагСОз - 225 - 230 г/дм3, d=l 157 г/дм3, рН=9,5. На второй ступени абсорбции обеспечивается глубокое удаление СОг из потока газа носителя путем поддержания значения pH в абсорбенте на уровне 11,0 - 11,5. Продуктивный раствор ИагСОз выводят с первой ступени, компенсируя выводимый объем подачей на вторую ступень абсорбции раствора NaOH, концентрацией, определяемой расчетом материального баланса. The organization scheme of the carbon dioxide absorption process is similar to the organization scheme of bromine absorption with the complete identity of the equipment used. At the same time, the first stage of CO2 absorption performs mainly the function of finishing the absorbent coming from the second stage of absorption to a productive soda solution, composition: MagSOz - 225 - 230 g/dm 3 , d=l 157 g/dm 3 , pH=9.5. At the second stage of absorption, a deep removal of CO2 from the carrier gas stream is ensured by maintaining the pH value in the absorbent at a level of 11.0 - 11.5. The productive NaOH solution is withdrawn from the first stage, compensating the withdrawn volume by supplying the NaOH solution to the second stage of absorption, the concentration determined by the calculation of the material balance.

Производимый продуктивный бромидный раствор используют для производства безводных бромидов либо для производства их кристаллогидратов путем глубокого упаривания и кристаллизации при охлаждении. Например, производство безводного NaBr из продуктивного раствора бромида натрия осуществляют в две ступени. На первой ступени раствор упаривают до достижения плотности упариваемой среды 1400 - 1420 г/дм3, то есть до получения расплава Produced productive bromide solution is used for the production of anhydrous bromides or for the production of their crystalline hydrates by deep evaporation and crystallization upon cooling. For example, the production of anhydrous NaBr from a productive solution of sodium bromide is carried out in two steps. At the first stage, the solution is evaporated until the density of the evaporated medium reaches 1400 - 1420 g / dm 3 , that is, until a melt is obtained

NaBr. Упаривание расплава ведут до кристаллизации безводного NaBr и достижения показателя Т : Ж = 4,75 - 5,0 : 1, что соответствует температуре 142 - 145°С. NaBr. Evaporation of the melt is carried out until the crystallization of anhydrous NaBr and the achievement of T : W = 4.75 - 5.0 : 1, which corresponds to a temperature of 142 - 145°C.

В свою очередь упаривание продуктивного раствора СаВгг ведут до получения расплава соответствующего составу СаВгг 2НгО. Далее расплав превращают в твердую фазу изливом на охлаждаемую поверхность вращающегося барабана. «Намерзающий» на поверхности барабана слой срезают зубчатыми скребками, получая чешуйчатый кристаллогидрат бромида кальция, соответствующий общей формуле СаВгг 2НгО. In turn, the evaporation of the productive CaBrg solution is carried out until a melt corresponding to the composition CaBr 2HgO is obtained. Next, the melt is converted into a solid phase by pouring onto the cooled surface of a rotating drum. The layer “freezing” on the surface of the drum is cut off with toothed scrapers, obtaining a flaky calcium bromide crystalline hydrate corresponding to the general formula CaBr 2HrO.

Бромиды других металлов производят аналогичным образом, используя в качестве исходных реагентов гидроксиды или карбонаты соответствующих металлов (Li, Mg, Sr, Zn, Fe и т.д.). Технологические процессы при этом будут отличаться только значениями концентраций соответствующих бромидов в производимых продуктивных растворах и температурными режимами обезвоживания продуктивных растворов бромидов. Bromides of other metals are produced in a similar way, using hydroxides or carbonates of the corresponding metals (Li, Mg, Sr, Zn, Fe, etc.). Technological processes in this case will differ only in the values of the concentrations of the corresponding bromides in the produced productive solutions and the temperature conditions for dehydration of the productive solutions of bromides.

Промысловый рассол, прошедший стадию извлечения брома, направляют на извлечение хлорида лития. Извлечение хлорида лития осуществляют на гранулированном селективном сорбенте ДГАЛ-С1, основой которого является соединение лития и алюминия, отвечающее общей формуле ЫСГ2А1(ОН)з пН2О и имеющее разупорядоченную структуру. При контакте с высокоминерализованным литиеносным хлоридным рассолом это соединение способно селективно сорбировать (интеркалировать) LiCl из рассола до полного насыщения литием, отдавая при этом эквивалентное количество воды в рассол. В свою очередь при контакте насыщенного хлоридом лития сорбента с пресной водой происходит десорбция (деинтеркаляция) хлорида лития из насыщенного сорбента в пресную воду, образуя таким образом первичный литиевый концентрат в виде разбавленного водного раствора хлорида лития с примесью микрокомпонентов рассола и возвращая сорбенту способность вновь сорбировать LiCl из рассола. При этом процесс десорбции LiCl сопровождается интеркаляцией сорбентом молекул воды, потерянной на операции сорбции LiCl из рассола. Процесс производства первичного литиевого концентрата можно описать следующими уравнениями: стадия сорбции (интеркаляции) LiCl из рассола The commercial brine, which has passed the bromine extraction stage, is directed to the extraction of lithium chloride. The extraction of lithium chloride is carried out on a granular selective sorbent DGAL-C1, the basis of which is a compound of lithium and aluminum, corresponding to the general formula NCH2A1(OH)3 pH 2 O and having a disordered structure. Upon contact with a highly mineralized lithium-bearing chloride brine, this compound is able to selectively sorb (intercalate) LiCl from the brine until it is completely saturated with lithium, while giving an equivalent amount of water to the brine. In turn, when the sorbent saturated with lithium chloride comes into contact with fresh water, desorption (deintercalation) of lithium chloride from the saturated sorbent into fresh water occurs, thus forming the primary lithium concentrate in the form of a dilute aqueous solution of lithium chloride with an admixture of brine microcomponents and returning to the sorbent the ability to sorb LiCl again. from brine. In this case, the LiCl desorption process is accompanied by the intercalation by the sorbent of water molecules lost during the operation of LiCl sorption from the brine. The process of production of primary lithium concentrate can be described by the following equations: stage of sorption (intercalation) of LiCl from brine

LiCl [ЛПР] + [LiCl 2А1(ОН)з.пН2О] - (1 - m)LiCl [ЛПР] + LiCl [LPR] + [LiCl 2A1 (OH) z.pN 2 O] - (1 - m) LiCl [LPR] +

+ [(1 + m)LiC12Al(OH)3 (n-m)H20] (25) стадия десорбции (деинтеркаляции) LiCl из насыщенного сорбента

Figure imgf000016_0001
где: [ЛПР] - литиеносный промысловый рассол. + [(1 + m)LiC12Al(OH) 3 (nm)H 2 0] (25) stage of desorption (deintercalation) of LiCl from saturated sorbent
Figure imgf000016_0001
where: [LPR] - lithium-bearing commercial brine.

Получаемый безреагентно первичный литиевый концентрат после очистки от примесей и концентрирования в виде продуктивного раствора LiCl используют для производства литиевых продуктов Li2CC>3 и LiOH Н2О. The primary lithium concentrate obtained without reagents after purification from impurities and concentration in the form of a productive solution of LiCl is used for the production of lithium products Li 2 CC> 3 and LiOH H 2 O.

Карбонат лития получают из продуктивного раствора осаждением. В качестве осадителей используют концентрированные растворы Na2CC>3 или (МН^гСОз в соответствии с протекающими реакциями: Lithium carbonate is obtained from the productive solution by precipitation. As precipitants, concentrated solutions of Na 2 CC> 3 or (MH^gCO3) are used in accordance with the reactions taking place:

2LiCl(P) + Na2CO3(P) - Li2CO3(T)i + 2NaCl(p) (27)2LiCl (P ) + Na 2 CO 3 ( P) - Li 2 CO 3 (T )i + 2NaCl (p) (27)

2LiCl(p) + (NH4)2CO3(P) Li2CO3(T)i + 2NH4Cl(p) (28)2LiCl (p ) + (NH 4 )2CO3( P ) Li 2 CO 3(T )i + 2NH4Cl (p) (28)

Получаемый при производстве бромидов раствор Na2COs может быть использован для осаждения карбоната лития. Моногидрат лития гидроксида производят путем получения мембранным электролизом продуктивного раствора LiCl с получением раствора LiOH, катодного водорода и анодного хлора. Процесс описывается следующей суммарной реакцией: The Na 2 COs solution obtained during the production of bromides can be used to precipitate lithium carbonate. Lithium hydroxide monohydrate is produced by obtaining a productive solution of LiCl by membrane electrolysis to obtain a solution of LiOH, cathodic hydrogen and anodic chlorine. The process is described by the following overall reaction:

Мембранный электролиз Membrane electrolysis

2LiCl(P) + НгО(р) — > LiOH(P) + Н2(г) + С12(г) (29)2LiCl( P ) + HgO(p) — > LiOH( P ) + H2(g) + C1 2 (g) (29)

Полученный мембранным электролизом раствор LiOH упаривают, кристаллизуя LiOH НгО. Анодный хлор используют в качестве окислителя бромид-ионов на технологическом переделе производства бромидных солей из промыслового рассола. Катодный водород используют в качестве теплоносителя в производстве греющего пара. The LiOH solution obtained by membrane electrolysis is evaporated, LiOH H2O crystallizes. Anode chlorine is used as an oxidizing agent for bromide ions at the technological stage for the production of bromide salts from commercial brine. Cathodic hydrogen is used as a heat carrier in the production of heating steam.

Промысловый рассол, прошедший стадии извлечения брома и хлорида лития, делят на два потока. Один из потоков (основной) используют в технологии добычи углеводородов. Другой поток промыслового рассола (меньший) направляют вначале на извлечение магния путем осаждения его в виде гидроксида с использованием для осаждения раствора NaOH или суспензии Са(ОН)2 по реакциям: Commercial brine, past the stage of extraction of bromine and lithium chloride, is divided into two streams. One of the streams (main) is used in hydrocarbon production technology. Another stream of commercial brine (smaller) is first sent to extract magnesium by precipitating it in the form of hydroxide using NaOH solution or Ca(OH) 2 suspension for precipitation according to the reactions:

MgCl2(P) + 2NaOH(P) Mg(OH)2(T)l + 2NaCl(p) (30)MgCl 2 ( P ) + 2NaOH (P ) Mg(OH) 2 (T)l + 2NaCl (p) (30)

MgCl2(p) + Ca(OH)2(p) Mg(OH)2(T)l+ CaC12(P) (31)MgCl 2 (p) + Ca(OH) 2 (p) Mg(OH)2 ( T)l + CaC12 (P ) (31)

Осаждение магния суспензией Са(ОН)2 является предпочтительным ввиду того, что исключает риск образования коллоидных растворов, затрудняющих отделение твердой фазы Mg(OH)2 от маточного промыслового раствора. Полученный осадок Mg(OH)2 используют либо для получения магнезий сушкой и прокаливанием по реакции: t>450°C Precipitation of magnesium with a suspension of Ca(OH) 2 is preferred because it eliminates the risk of formation of colloidal solutions that make it difficult to separate the solid phase of Mg(OH) 2 from the mother field solution. The resulting precipitate Mg(OH) 2 is used either to obtain magnesia by drying and calcining according to the reaction: t>450°C

Mg(OH)2(T) MgO(T) + H2O(«) (32) либо для получения различных модификаций цемента Сореля. С этой целью только часть произведенного гидроксида магния используют для получения MgO. Другую часть Mg(OH)2 используют для получения затворяющих растворов по реакциям:

Figure imgf000017_0001
Mg(OH) 2( T) MgO (T ) + H 2 O(«) (32) or to obtain various modifications of Sorel cement. To this end, only a portion of the magnesium hydroxide produced is used to produce MgO. Another part of Mg(OH) 2 is used to obtain mixing solutions according to the reactions:
Figure imgf000017_0001

Смешение MgO с затворяющим раствором позволяет получить высококачественные магниевые цементы (цемент Сореля), обладающие высокой прочностью, химической устойчивостью в средах поликомпонентных рассолов. Mixing MgO with a mixing solution makes it possible to obtain high-quality magnesium cements (Sorel cement), which have high strength and chemical resistance in multicomponent brine environments.

После удаления магния поток промыслового рассола, обогащенного NaCl или CaCh направляют на осаждение Са(ОН)г, осуществляемого раствором NaOH по реакции: After removal of magnesium, the flow of commercial brine enriched with NaCl or CaCh is directed to the precipitation of Ca(OH)g, carried out with a solution of NaOH according to the reaction:

CaCh(p) + 2NaOH(P) — * Са(ОН)2(т) + 2NaCl(P) (35) После отделения от рассола произведенный осадок Са(ОН)2 используют в качестве абсорбента для производства СаВг22О, в качестве осадителя магния, а также в качестве реагента для производства нейтрального гипохлорита кальция. CaCh(p) + 2NaOH( P ) — * Ca(OH) 2 (t) + 2NaCl( P ) (35) After separation from the brine, the Ca(OH) 2 precipitate produced is used as an absorbent for the production of CaBr 2 2H 2 O, as a magnesium precipitant, and also as a reagent for the production of neutral calcium hypochlorite.

После осаждения кальция поток промыслового рассола, обогащенного NaCl используют для получения карбонатного стронциевого концентрата путем использования в качестве осадителя раствора Иа2СОз. Процесс описывается следующим уравнением химической реакции: After the precipitation of calcium, the flow of commercial brine enriched with NaCl is used to obtain a carbonate strontium concentrate by using a solution of Na 2 CO3 as a precipitant. The process is described by the following chemical reaction equation:

SrCl2(P) + Ма2СОз(Р) — > 8гСОз(т)1 + 2NaCl(P) (36)SrCl 2 ( P ) + Ma 2 CO3( P ) — > 8rCO3(t)1 + 2NaCl( P ) (36)

Поскольку поступающий на осаждение стронция промысловый рассол неизбежно содержит остаточное количество кальция (растворимость Са(ОН)2 в промысловом рассоле не ниже 2,5 г/дм3), то осажденный карбонат стронция будет загрязнен СаСОз. Since the commercial brine entering the precipitation of strontium inevitably contains a residual amount of calcium (the solubility of Ca(OH) 2 in the commercial brine is not lower than 2.5 g/dm 3 ), the precipitated strontium carbonate will be contaminated with CaCO3.

После осаждения стронция, промысловый рассол, трансформируемый в рассол NaCl при извлечении лития, брома, магния, кальция и стронция после реагентной очистки от сульфат-ионов и остатка кальция, магния и стронция направляют на ионообменную очистку, используя в качестве сорбента полиамфолит Lewatit 208ТР в Na-форме или аналоги данной ионообменной смолы. Процесс ионообменной очистки описывается следующими уравнениями: After the precipitation of strontium, the commercial brine, which is transformed into NaCl brine during the extraction of lithium, bromine, magnesium, calcium and strontium after reagent purification from sulfate ions and the remainder of calcium, magnesium and strontium, is sent for ion-exchange purification using Lewatit 208TP polyampholyte in Na as a sorbent -form or analogues of this ion exchange resin. The ion-exchange purification process is described by the following equations:

Na+ Na +

[Lewf

Figure imgf000018_0001
[Lewf
Figure imgf000018_0001

\Na+ (T) \Na + (T)

Регенерацию отработанного ионита проводят в две ступени: вначале раствором соляной кислоты с получением в качестве отработанного регенерата «кислого» раствора MgCh и СаС12 и переводом ионита в Н-форму, затем раствором NaOH для перевода ионита в Na-форму. Процесс регенерации описывается следующими уравнениями:

Figure imgf000018_0002
Regeneration of the spent ion exchanger is carried out in two stages: first, with a solution of hydrochloric acid to obtain an “acidic” solution of MgCh and CaCl 2 as the spent regenerate and transfer the ion exchanger to the H-form, then with a NaOH solution to transfer the ion exchanger to the Na-form. The regeneration process is described by the following equations:
Figure imgf000018_0002

Отработанные регенераты направляют на смешение с прошедшим стадию осаждения стронция и поступающим на операцию реагентной очистки промысловым рассолом (раствором NaCl). После реагентной очистки раствор NaCl используют в качестве сырья для производства раствора NaOH и хлор-газа мембранным электролизом. Процесс описывается следующей суммарной реакцией: The spent regenerates are sent for mixing with the industrial brine (NaCl solution) that has passed the strontium precipitation stage and is supplied to the reagent cleaning operation. After reagent purification, the NaCl solution is used as a raw material for the production of NaOH solution and chlorine gas by membrane electrolysis. The process is described by the following overall reaction:

Мембранный электролиз Membrane electrolysis

2NaCl(p) + 2Н2О(р) 2NaOH(p) + Н2(г)Т+ С12(г)Т (40)2NaCl (p ) + 2H 2 O (p) 2NaOH (p) + H 2 (g) T + C1 2 (g ) T (40)

Производимый хлор-газ используют в качестве основного реагента в производстве бромидов. Раствор NaOH, являющийся католитом мембранного электролиза, используют в качестве реагента для производства продуктивных раствором бромида натрия и карбоната натрия, а также в качестве реагента для осаждения Mg(OH)2 и производства нейтрального гипохлорита кальция. Катодный водород используют в качестве энергоносителя в производстве греющего пара, применяемого при упаривании продуктивных бромидных растворов. The produced chlorine gas is used as the main reagent in the production of bromides. The NaOH solution, which is the catholyte of membrane electrolysis, is used as a reagent for the production of productive sodium bromide and sodium carbonate solutions, as well as a reagent for the precipitation of Mg(OH) 2 and the production of neutral calcium hypochlorite. Cathodic hydrogen is used as an energy carrier in the production of heating steam used in the evaporation of productive bromide solutions.

Нейтральный гипохлорит кальция получают осаждением фазы Са(ОС1)2, из образующегося в результате обменной реакции при смешении насыщенных водных растворов гипохлорита натрия и гипохлорита кальция, производимых хлорированием раствора NaOH и суспензии Са(ОН)2 по реакциям:

Figure imgf000019_0001
Neutral calcium hypochlorite is obtained by precipitation of the Ca(OC1) 2 phase, from the resulting exchange reaction when mixing saturated aqueous solutions of sodium hypochlorite and calcium hypochlorite, produced by chlorination of a NaOH solution and a suspension of Ca(OH) 2 according to the reactions:
Figure imgf000019_0001

Осадок Са(ОС1)2 отделяют от маточного раствора и сушат, получая товарный гипохлорит кальция с содержанием активного хлора не ниже 60% мае. и содержащий в своем составе не растворимые в воде примеси в количестве не более 6,0% мае. The Ca(OS1) 2 precipitate is separated from the mother liquor and dried to obtain commercial calcium hypochlorite with an active chlorine content of at least 60% w/w. and containing in its composition water-insoluble impurities in an amount of not more than 6.0% wt.

Содержащий активный хлор маточный раствор операции осаждения нейтрального гипохлорита кальция делят на два потока и после дозирования соответствующих количеств NaOH и Са(ОН)2 возвращают на операции получения гипохлоритных растворов (реакции 41, 42). The active chlorine mother liquor of the neutral calcium hypochlorite precipitation operation is divided into two streams and, after dosing the appropriate amounts of NaOH and Ca(OH) 2 , is returned to the operations for obtaining hypochlorite solutions (reactions 41, 42).

Возможности реализации предлагаемого способа комплексной переработки бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья в виде промысловых рассолов хло- ридного кальциево-магниевых нефтедобывающих предприятий на практике подтверждается следующими примерами. The possibility of implementing the proposed method for the complex processing of bromine-bearing polycomponent hydro-mineral raw materials in the form of commercial brines of calcium-magnesium chloride oil-producing enterprises in practice is confirmed by the following examples.

Пример 1. Example 1

Промысловый поликомпонентный бромоносный рассол, элементный состав которого представлен в таблице 1 , использовали в качестве исходного сырья для получения безводного бромида натрия и кристаллогидрата бромида кальция на пилотной установке получения бромидов, разработанной и смонтированной в соответствии со схемой бромидного передела, представленного на фиг. 1. Производительность пилотной установки по переработке промыслового рассола составляла 1224 дм3/ч. В качестве регентов для получения NaBr использовали раствор NaOH (абсорбент брома) и (ЫНг^СО (восстановитель). Для получения образцов кальциевых бромидов в одном случае использовали водную суспензию Са(ОН)г (абсорбент) и СМНг)гСО (восстановитель) в другом случае водную суспензию СаСОз (абсорбент) и КГНз (восстановитель). Удельный расход регентов на очистку 1 дм3 исходного промыслового рассола от нефтепродуктов, железа и марганца составил: NaOH (нейтрализующий агент, флокулянт) - 17,6 мг; атмосферный воздух - 0,5 дм3; полиакриламид (коагулянт) - 7,3 мг; гипохлорит кальция - 39,4 мг. Возвратный поток промыслового рассола, обогащенного нефтепродуктами в процессе дегазации, составлял 9,75 дм3/ч при содержании нефтепродуктов 14,71 г/дм3, железа 0,3 г/дм3, марганца 0,1 г/дм3. Commercial polycomponent bromine brine, the elemental composition of which is presented in table 1, was used as a feedstock for the production of anhydrous sodium bromide and calcium bromide crystalline hydrate in a pilot plant for the production of bromides, designed and assembled in accordance with the scheme of bromide the division shown in Fig. 1. The productivity of the pilot plant for the processing of commercial brine was 1224 dm 3 /h. NaOH solution (bromine absorbent) and (NHg^CO (reducing agent) were used as reagents for obtaining NaBr. To obtain samples of calcium bromides, in one case, an aqueous suspension of Ca(OH)g (absorbent) and CMHg)gCO (reducing agent) were used. In the case of an aqueous suspension of CaCO3 (absorbent) and KHN3 (reductant). The specific consumption of regents for cleaning 1 dm 3 of the original commercial brine from oil products, iron and manganese was: NaOH (neutralizing agent, flocculant) - 17.6 mg; atmospheric air - 0.5 dm 3 ; polyacrylamide (coagulant) - 7.3 mg; calcium hypochlorite - 39.4 mg. The return flow of commercial brine enriched with oil products in the degassing process was 9.75 dm 3 /h with an oil content of 14.71 g/dm 3 , iron 0.3 g/dm 3 , manganese 0.1 g/dm 3 .

Таблица 1 - Состав исходного промыслового рассола

Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002
Поток очищенного от примесей промыслового рассола, поступающего на переработку, составлял 1214,25 дм3/ч. Остаточное содержание примесей в промысловом рассоле, используемом для получения образцов бромидных солей, составляло: нефтепродукты < 5 мг/дм3; Fe < 1 мг/дм3; Мп < 1 мг/дм3. Массовый выход, высушенного до отсутствия потери веса кека, образующегося при переработке пенного слива флотатора составил 579,3 г/ч при вещественном составе (% мае.): нефтепродукты - 16,03; РегОз - 54,21 ; МпОг - 21,80; НгО - 7,96. Основные показатели технологических процессов получения бромидов из очищенного продуктивного бромоносного поликомпонентного рассола представлены в таблице 2. Таблица 2 - Основные показатели процессов получения образцов бромидов из очищенного от примесей рассола
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000024_0001
Table 1 - Composition of the original commercial brine
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002
The flow of commercial brine purified from impurities entering the processing was 1214.25 dm 3 /h. The residual content of impurities in the commercial brine used to obtain samples of bromide salts was: oil products <5 mg/dm 3 ; Fe < 1 mg/ dm3 ; Mp < 1 mg/dm 3 . The mass yield of the cake dried to the absence of weight loss, formed during the processing of the frothy drain of the flotator, was 579.3 g/h with a material composition (% wt.): oil products - 16.03; PerOs - 54.21; MnOg - 21.80; HgO - 7.96. The main indicators of technological processes for obtaining bromides from a purified productive bromine-bearing polycomponent brine are presented in Table 2. Table 2 - The main indicators of the processes for obtaining samples of bromides from a brine purified from impurities
Figure imgf000021_0001
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000024_0001

Произведенные продуктивные бромидные растворы подвергали обезвоживанию. Продуктивный раствор NaBr вначале упаривали до достижения плотности 1412 г/дм3, затем упаренный раствор обезвоживали под разрежением при перемешивании до показателя Т : Ж = 4,8 : 1, охлаждали, полученный продукт после помола весил 6,508 кг. Результаты анализа полученного образца на содержание основного вещества и примесей представлен в таблице 3. Продуктивные растворы бромида кальция № 1 и № 2 упаривали до получения расплава (t=147°C), который обезвоживали под разрежением до достижения расплавом температуры 198°С, что соответствует остаточному содержанию воды в расплаве соответствующей химической формуле СаВг2НгО (гидратированный бромид кальция). Полученные расплавы изливали на вращающийся охлаждаемый барабан, снабженный скребками, обечайка которого изготовлена из титана. Полученные чешуйчатые продукты взвешивали. Вес образца из продуктивного раствора № 1 составил 8,251 кг, а вес образца из продуктивного раствора № 2 - 7,887 кг. Результаты анализа на содержание основного вещества и примесей представлен в таблице 4. Produced productive bromide solutions were subjected to dehydration. The productive NaBr solution was first evaporated to reach a density of 1412 g/dm 3 , then the evaporated solution was dehydrated under vacuum with stirring to T : W = 4.8 : 1, cooled, the resulting product after grinding weighed 6.508 kg. The results of the analysis of the obtained sample for the content of the main substance and impurities are presented in table 3. Productive solutions of calcium bromide No. 1 and No. 2 were evaporated to obtain a melt (t=147°C), which was dehydrated under vacuum until the melt reached a temperature of 198°C, which corresponds to residual water content in the melt corresponding to the chemical formula CaBr2HgO (hydrated calcium bromide). The obtained melts were poured onto a rotating cooled drum equipped with scrapers, the shell of which was made of titanium. The resulting flake products were weighed. The weight of the sample from the productive solution No. 1 was 8.251 kg, and the weight of the sample from the productive solution No. 2 was 7.887 kg. The results of the analysis for the content of the main substance and impurities are presented in table 4.

Таблица 3 - Показатели полученного образца бромида натрия в сравнении с продуктом, соответствующем ТУ 20.13.31-003-55547777, сорт 1

Figure imgf000024_0002
Figure imgf000025_0001
Table 3 - Indicators of the obtained sample of sodium bromide in comparison with the product corresponding to TU 20.13.31-003-55547777, grade 1
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000025_0001

Таблица 4 - Показатели полученных образцов гидратированного бромида кальция

Figure imgf000025_0002
Table 4 - Indicators of the obtained samples of hydrated calcium bromide
Figure imgf000025_0002

Полученные результаты подтверждают возможность получения предлагаемым способом высококачественных бромидных солей из промысловых вод нефтегазоперерабатывающих предприятий предлагаемым способом. При этом выход брома из бромоносного промыслового рассола в товарные бромиды составляет не менее 93,5% при сохранении вещественного состава рассола. Проведенные эксперименты также подтверждают возможность получения предлагаемым способом широкого спектра бромидных солей. The results obtained confirm the possibility of obtaining high-quality bromide salts by the proposed method from commercial waters of oil and gas processing enterprises by the proposed method. At the same time, the yield of bromine from the bromine-bearing commercial brine into commercial bromides is at least 93.5% while maintaining the material composition of the brine. The experiments also confirm the possibility of obtaining a wide range of bromide salts by the proposed method.

Пример 2. Example 2

Промысловый рассол прошедший стадию извлечения брома (остаточное содержание брома 0,26 г/дм3 и рН=2) после доведения показателя pH рассола до значения 6,5 - 7,0 использовали в качестве сырья для получения литиевых продуктов на пилотной установке. Пилотная установка получения литиевых продуктов включая сорбционно-десорбционный модуль (СДМ) для выделения первичного литиевого концентрата из промыслового рассола, прошедшего стадию извлечения брома в основе которого находились четыре сорбционнодесорбционные колонны, содержащие гранулированный сорбент ДГАЛ-С1 (размер гранул 0,30 - 3,2 мм) в объеме The commercial brine that passed the stage of bromine extraction (residual bromine content 0.26 g/dm 3 and pH=2) after adjusting the pH of the brine to 6.5-7.0 was used as a raw material for the production of lithium products in a pilot plant. A pilot plant for the production of lithium products, including a sorption-desorption module (SDM) for separating the primary lithium concentrate from the commercial brine, which passed the stage of bromine extraction, which was based on four sorption-desorption columns containing a granular sorbent DGAL-S1 (granule size 0.30 - 3.2 mm) in volume

29 дм3 в каждой колонке. Устройство сорбционно-десорбционного модуля из четырех колонн позволяло вести процесс получения первичного литиевого концентрата в непрерывном режиме с минимальным простоем колонн на стадиях технологической операции получения первичного литиевого концентрата, которые включали: ступенчатую стадию вытеснения рассола из колонны, прошедшего стадию сорбции и насыщения сорбента хлоридом лития, ступенчатую стадию водной десорбции лития из сорбента, прошедшего стадию удаления рассола. 29 dm 3 in each column. The device of the sorption-desorption module of four columns made it possible to conduct the process of obtaining primary lithium concentrate in a continuous mode with minimal downtime of the columns at the stages of the technological operation obtaining a primary lithium concentrate, which included: a stepwise stage of displacement of the brine from the column, which passed the stage of sorption and saturation of the sorbent with lithium chloride, a staged stage of water desorption of lithium from the sorbent, which passed the stage of removal of the brine.

Полученный первичный литиевый концентрат делили на три равные части, каждую из которых после очистки от примесей и концентрирования (обратноосмотическое концентрирование в сочетании с термическим) доводили до продуктивных литиевых концентратов из которых производили образцы ЫгСОз, ЫСГНгО и лОННгО вес которых составил соответственно 1,387 кг, 2,185 кг и 1,425 кг. Основные показатели технологического получения первичного литиевого концентрата представлен в таблице 5. Составы получаемых из первичного литиевого концентрата образцов Ы2СО3, LiCl Н2О и ЫОН Н2О представлен в таблице 6. The resulting primary lithium concentrate was divided into three equal parts, each of which, after purification from impurities and concentration (reverse osmosis concentration in combination with thermal concentration), was brought to productive lithium concentrates from which samples of LigCO3, NCHH2O and LONH2O were produced, the weight of which was respectively 1.387 kg, 2.185 kg and 1.425 kg. The main indicators of the technological production of primary lithium concentrate are presented in Table 5. The compositions of Li2CO3, LiCl H2O and NOH H2O samples obtained from primary lithium concentrate are presented in Table 6.

Таблица 5 - Основные показатели технологии получения первичного литиевого концентрата из промыслового рассола прошедшего стадию извлечения брома

Figure imgf000026_0001
Table 5 - Main indicators of the technology for obtaining primary lithium concentrate from commercial brine that has passed the stage of bromine extraction
Figure imgf000026_0001

Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0001

Таблица 6 - Химический состав произведенных из первичного литиевого концентрата товарных литиевых продуктов

Figure imgf000027_0002
Figure imgf000028_0001
Table 6 - Chemical composition of commercial lithium products produced from primary lithium concentrate
Figure imgf000027_0002
Figure imgf000028_0001

Проведенные эксперименты подтверждают возможность выделять LiCl из рассола в виде первичного литиевого концентрата из поликомпонентных промысловых рассолов нефтегазодобывающих предприятий и производить из него высококачественные литиевые продукты. Макрооснова промыслового рассола после прохождения литиевого передела остается неизменной при снижении общего солесодержания не более чем на 2% за счет разбавления рассола отработанным промывным рассолом. The experiments performed confirm the possibility of separating LiCl from brine in the form of primary lithium concentrate from polycomponent commercial brines of oil and gas producing enterprises and producing high-quality lithium products from it. The macro-base of commercial brine after passing through the lithium stage remains unchanged with a decrease in the total salt content by no more than 2% due to dilution of the brine with spent washing brine.

Пример 3 Example 3

По методике, описанной в примере 2, проводили получение первичного литиевого концентрата из очищенного от нефтепродуктов, железа и марганца поликомпонентного промыслового рассола, который не подвергался извлечению брома. При этом состав получаемого первичного литиевого концентрата (г/дм3): Li - 0,529; Са - 1,33; К+-0,15; Mg2+ - 0,10; Na - 0,08; Cl - 6,34; Br - 0,08; SO ’ - 0,01; НСОз - 0,04; В < 0,01; pH - 7,0 значимо отличался от состава первичного литиевого концентрата, производимого в примере 2, только содержанием брома (0,08 г/дм3 по отношению к 0,005 г/дм3). Однако это не привело к существенному повышению содержания брома в произведенном из первичного литиевого концентрата образца карбоната лития, в котором содержание брома не превышало значение 0,001% мае. According to the method described in example 2, the primary lithium concentrate was obtained from a multicomponent commercial brine purified from petroleum products, iron and manganese, which was not subjected to bromine extraction. The composition of the resulting primary lithium concentrate (g/DM 3 ): Li - 0.529; Ca - 1.33; K + -0.15; Mg 2+ - 0.10; Na - 0.08; Cl - 6.34; Br - 0.08; SO' - 0.01; HCO3 - 0.04; B <0.01; pH - 7.0 differed significantly from the composition of the primary lithium concentrate produced in example 2, only the content of bromine (0.08 g/DM 3 in relation to 0.005 g/DM 3 ). However, this did not lead to a significant increase in the bromine content in the lithium carbonate sample produced from the primary lithium concentrate, in which the bromine content did not exceed 0.001% wt.

Пример 4 Example 4

Часть потока промыслового рассола прошедшего стадию извлечения брома и хлорида лития использовали для последовательного получения образцов Mg(OH)2, Са(ОН)2 и образца прошедшего концентрирование. Полученный на конечной стадии поток промыслового рассола, переработанный в рассол NaCl, который после реагентной и ионообменной очистки от Mg и Са использовали для производства концентрированного раствора NaOH (католит) и хлор-газа мембранным электролизом рассола NaCl. Производимые мембранным электролизом газообразный СИ и раствор NaOH (30 - 32% мае.) использовали в качестве реагентов в производстве бромидов, в производстве осажденных Mg(OH)2, Са(ОН)2 и нейтрального гипохлорита кальция. Концентрацию NaCl в анолите на входе в электролизер поддерживали на уровне 270 - 280 г/дм3 при содержании НС1 1 - 2 г/дм3. Состав подпиточного рассола NaCl в анолит составлял (г/дм3): NaCl - 300 - 310; С10з < 15; SO42’ < 4,0; Са + Mg + Sr < 0,5 10‘3. Температуру электролиза поддерживали на уровне 70 - 80°С. Выход по току хлора составлял 94 - 96%, выход по току щелочи 75 - 85%. Part of the flow of commercial brine that passed the stage of extraction of bromine and lithium chloride was used to sequentially obtain samples of Mg(OH)2, Ca(OH)2 and a sample that had been concentrated. The commercial brine stream obtained at the final stage was processed into NaCl brine, which, after reagent and ion-exchange purification from Mg and Ca, was used to produce a concentrated NaOH solution (catholyte) and chlorine gas by membrane electrolysis of NaCl brine. Gaseous SI produced by membrane electrolysis and NaOH solution (30 - 32 wt %) were used as reagents in the production of bromides, in the production of precipitated Mg(OH)2, Ca(OH)2 and neutral calcium hypochlorite. The concentration of NaCl in the anolyte at the entrance to the cell maintained at the level of 270 - 280 g/DM 3 when the content of HC1 1 - 2 g/DM 3 . The composition of NaCl make-up brine in the anolyte was (g/dm 3 ): NaCl - 300 - 310; C103 <15; SO4 2 '<4.0; Ca + Mg + Sr < 0.5 10' 3 . The temperature of the electrolysis was maintained at 70 - 80°C. The current efficiency of chlorine was 94 - 96%, the current efficiency of alkali was 75 - 85%.

Осаждение Mg(OH)2 из промыслового раствора проводили в две ступени: на первой ступени добиваясь максимальной степени содержания Mg(OH)2 в осадке осаждение вели смешанной суспензией Са(ОН)г и Mg(OH)2, выводя образующийся осадок путем сгущения и фильтрации сгущенной фазы. Далее фазу промыслового рассола с остаточным содержанием MgCh приводили в контакт с раствором NaOH добиваясь ввода стехиометрического количества NaOH по отношению к массовому количеству MgCh в объеме исходного перерабатываемого промыслового раствора. Осадок промывали делили на две неравные части. Большая часть промытого осадка после сушки содержала 99,3% Mg(OH)2. Полученные продукты: твердофазный MgO (связующее) и раствор Mg(HCOa)2 (затворяющее) в дальнейшем использовали в получении различных образцов цемента Сореля. Precipitation of Mg(OH)2 from the field solution was carried out in two stages: at the first stage, achieving the maximum degree of Mg(OH)2 content in the sediment, precipitation was carried out with a mixed suspension of Ca(OH)g and Mg(OH)2, removing the formed precipitate by thickening and thick phase filtration. Next, the phase of the commercial brine with a residual content of MgCh was brought into contact with the NaOH solution, achieving the introduction of a stoichiometric amount of NaOH in relation to the mass amount of MgCh in the volume of the initial processed commercial solution. The precipitate was washed and divided into two unequal parts. Most of the washed cake after drying contained 99.3% Mg(OH)2. The obtained products: solid-phase MgO (binder) and Mg(HCOa)2 solution (closing agent) were further used in the preparation of various Sorel cement samples.

Осаждение Са(ОН)г из промыслового рассола, прошедшего стадию извлечения магния, проводили раствором NaOH из расчета ввода 90% от стехиометрического количества CaCh в перерабатываемом растворе. Осаждение проводили в одну стадию. Осадок Са(ОН)г отделяли от маточного раствора центрифугированием. После промывки, влажный осадок Са(ОН)г содержал до 0,4% мае. стронция и до 0,2% натрия. Полученный влажный осадок Са(ОН)г использовали в качестве реагента для получения насыщенного раствора Са(ОС1)г + CaCh хлорированием водной пульпы Са(ОН)г. Предельно насыщенный по NaOCl раствор, необходимый для получения нейтрального гипохлорита кальция обменной реакцией, производили прямым хлорированием католита (раствор NaOH) анодным хлором, производимым мембранным электролизом раствора NaCl. Образцы нейтрального гипохлорита кальция, производимого из реагентов, получаемых из поликомпонентного промыслового рассола после сушки и помола имели вид порошка белого цвета и имели следующий состав (% мае.): активный хлор - 62 - 63; НгО - 1,8 - 2,0; нерастворимый в воде осадок - 4,0 - 4,1, при коэффициенте термостабильности не ниже 90%. Все образцы получаемого продукта соответствовали требованиям ГОСТ 25263-82, сорт 1. Precipitation of Ca(OH)g from the commercial brine, which passed the stage of magnesium extraction, was carried out with a NaOH solution based on the input of 90% of the stoichiometric amount of CaCh in the processed solution. The precipitation was carried out in one stage. The Ca(OH)g precipitate was separated from the mother liquor by centrifugation. After washing, the wet precipitate of Ca(OH)g contained up to 0.4% wt. strontium and up to 0.2% sodium. The resulting wet precipitate of Ca(OH)g was used as a reagent to obtain a saturated solution of Ca(OC1)g + CaCh by chlorination of an aqueous pulp of Ca(OH)g. The solution extremely saturated in NaOCl, necessary for obtaining neutral calcium hypochlorite by the exchange reaction, was produced by direct chlorination of the catholyte (NaOH solution) with anodic chlorine produced by membrane electrolysis of the NaCl solution. Samples of neutral calcium hypochlorite produced from reagents obtained from multicomponent commercial brine after drying and grinding had the form of a white powder and had the following composition (% wt.): active chlorine - 62 - 63; HgO - 1.8 - 2.0; sediment insoluble in water - 4.0 - 4.1, with a thermal stability coefficient of at least 90%. All samples of the resulting product met the requirements of GOST 25263-82, grade 1.

Claims

28 Формула изобретения 28 Claims 1. Способ комплексной переработки бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья, включающий получение из бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья хлоридного литиевого концентрата сорбционным способом с использованием гранулированного сорбента ДГАЛ-С1 основой которого является селективное к LiCl неорганическое соединение LiCl 2А1(ОН)з пНгО, последующий прямой контакт потока бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья с заданным массовым количеством газообразного хлора, сопровождаемый окислением бромид-ионов в элементный бром, десорбцию элементного брома из потока бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья и получение оксида магния из гидроксида магния, выделенного из бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья используют промысловые рассолы хлоридного кальциево- магниевого типа нефтегазодобывающих предприятий, при этом поток исходного промыслового рассола подщелачивают, путем смешения со щелочным реагентом, поддерживают показатель pH в потоке промыслового рассола на уровне 6,5 - 7,0, далее поток промыслового рассола смешивают с потоком атмосферного воздуха из расчета 0,4 - 0,5 м3 атмосферного воздуха на 1 м3 промыслового рассола для перевода растворимой формы железа валентностью (+2) в нерастворимую форму железа валентностью (+3), полученный смешанный воздушно-рассольный поток дегазируют путем его излива в сосуд, имеющий сдувку в атмосферу, с выводом обогащенной нефтепродуктами восходящей части дегазируемого потока промыслового рассола через верхний слив с последующей подачей в источник исходного промыслового рассола и выводом обедненной по нефтепродуктам основной нисходящей части дегазированного потока промыслового рассола через нижний слив на смешение с содержащим гипохлорит ионы окислителем для перевода растворимой формы марганца валентностью (+2) в нерастворимую форму марганца валентностью (+4), последовательно дозируют в обедненный по нефтепродуктам дегазированный и прошедший стадию окисления марганца поток промыслового рассола коагулянт и флокулянт и его направляют на операцию флотационной очистки от взвешенных частиц примесей в радиальный флотатор с флокулятором и блоком сатурации, пенный слив флотатора, содержащий удаленные из потока промыслового рассола взвешенные частицы примесей после дозирования в него флокулянта направляют на разделение твердой и жидкой фаз в пресс-фильтр, отделенную от взвешенных частиц примесей жидкую фазу смешивают с поступающим на флотацию потоком промыслового рассола, прошедший операции флотации и контрольной фильтрации поток очищенного промыслового рассола подают на операцию извлечения хлорида лития на гранулированном сорбенте, в качестве которого используют 1лСГ2А1(ОН)з пНгО разупорядоченной структуры, с получением хлоридного литиевого концентрата, затем освобожденный от хлорида лития промысловый рассол подают на операцию эжектирования хлор-газа и окисления содержащихся в промысловом рассоле бромид ионов в элементный бром, осуществляют десорбцию элементного брома из промыслового рассола потоком газа-носителя, который возвращают на операцию десорбции элементного брома после прохождения насыщенного бромом потока газа-носителя последовательных операций, на которых осуществляют абсорбционную очистку от примеси активного хлора в виде межгалоидного соединения ВгС1, абсорбционную очистку от брома, и обеспечивают, таким образом, постоянное циркулирование в замкнутом контуре: десорбция элементного брома из потока промыслового рассола - очистка от избыточного активного хлора в виде межгалоидного соединения ВгС1 - абсорбция элементного брома щелочными и карбонатными абсорбентами, содержащими восстановители с получением водных растворов бромидных солей в качестве продуктов абсорбции брома - десорбция элементного брома из потока промыслового рассола, при этом используют часть потока промыслового рассола прошедшего извлечение лития и брома для последовательного извлечения магния в виде гидроксида магния введением в рассол гидроксил - ионов, извлечения кальция в виде гидроксида кальция введением в рассол гидроксил-ионов, извлечения стронция в виде карбонатного стронциевого концентрата введением в рассол карбонат-ионов. 1. The method of complex processing of bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials, including the production of a lithium chloride concentrate from bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials by a sorption method using a granular sorbent DGAL-C1, the basis of which is an inorganic compound LiCl 2A1 (OH)3 pNgO selective to LiCl, followed by direct contact of the bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials with a given mass amount of gaseous chlorine, accompanied by the oxidation of bromide ions into elemental bromine, desorption of elemental bromine from the flow of bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials and the production of magnesium oxide from magnesium hydroxide isolated from bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials, otl and h and with the fact that commercial brines of calcium-magnesium chloride type of oil and gas producing enterprises are used as bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials, while the flow of the initial about the commercial brine is alkalized by mixing with an alkaline reagent, the pH in the commercial brine flow is maintained at the level of 6.5 - 7.0, then the commercial brine flow is mixed with the atmospheric air flow at the rate of 0.4 - 0.5 m 3 of atmospheric air per 1 m 3 of commercial brine to transfer the soluble form of iron with a valence (+2) into an insoluble form of iron with a valence (+3), the resulting mixed air-brine flow is degassed by pouring it into a vessel having a blow-off into the atmosphere, with the withdrawal of the ascending part enriched with oil products degassed flow of commercial brine through the upper drain, followed by supply to the source of the original commercial brine and the withdrawal of the main descending part of the degassed commercial brine depleted in oil products through the lower drain for mixing with an oxidizing agent containing hypochlorite ions to convert the soluble form of manganese with valence (+2) into an insoluble form manganese valency (+4), successor coagulant and flocculant are dosed into the oil-depleted degassed and manganese-oxidized flow of commercial brine, and it is sent to the operation of flotation purification from suspended particles of impurities in a radial flotator with a flocculator and a saturation unit, a frothy drain of the flotator containing suspended particles removed from the commercial brine flow After the flocculant is dosed into it, the impurities are sent to the separation of the solid and liquid phases in a press filter, the liquid phase separated from the suspended particles of impurities is mixed with the commercial brine flow entering the flotation, the purified commercial brine flow, which has passed the flotation and control filtration operations, is fed to the lithium chloride extraction operation on granular sorbent, which is used as 1lSG2A1(OH)3 pNgO of a disordered structure, with the production of lithium chloride concentrate, then the commercial brine freed from lithium chloride is fed to the operation of ejecting chlorine gas and oxidizing the bromide ions contained in the commercial brine into elemental bromine, desorption of elemental bromine from of commercial brine with a carrier gas stream, which is returned to the elemental bromine desorption operation after passing through the carrier gas stream saturated with bromine of successive operations, in which absorption purification is carried out from an admixture of active chlorine in the form of an interhalogen compound BrCl, absorption purification from bromine, and thus provide , constant circulation in a closed circuit: desorption of elemental bromine from the stream of commercial brine - purification from excess active chlorine in the form of interhalogen compound BrCl - absorption of elemental bromine by alkaline and carbonate absorbents containing reducing agents to obtain aqueous solutions of bromide salts as products of absorption of bromine - desorption of elemental bromine from the stream of commercial brine, while using a part of the stream of commercial brine that has undergone extraction of lithium and bromine for the sequential extraction of magnesium in the form of magnesium hydroxide by introducing hydroxyl ions into the brine, extraction of calcium in the form of hydroxide calcium by introducing hydroxyl ions into the brine, extracting strontium in the form of carbonate strontium concentrate by introducing carbonate ions into the brine. 2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в случае образования углекислого газа на операции абсорбции брома щелочными и карбонатными абсорбентами в присутствии восстановителей, поток циркулирующего газа-носителя, прошедший операцию абсорбции брома, дополнительно подвергают абсорбционной очистке от углекислого газа раствором NaOH с получением раствора Na2COs. 2. The method according to claim 1, characterized in that in the case of the formation of carbon dioxide in the operation of absorption of bromine by alkaline and carbonate absorbents in the presence of reducing agents, the flow of circulating carrier gas, which has undergone the operation of absorption of bromine, additionally subjected to absorption purification from carbon dioxide with a NaOH solution to obtain a Na2COs solution. 3. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что очистку насыщенного бромом потока газа-носителя от примеси активного хлора в составе межгалоидного соединения ВгС1 ведут абсорбцией ВгС1 водным раствором бромида металла, направляя отработанный абсорбент на смешение с бромоносным промысловым рассолом перед его хлорированием, процессы абсорбции паров брома из потока газа-носителя ведут в две ступени в циркуляционно-проточном движении абсорбента брома по отношению к движению очищаемого потока газа-носителя при этом вывод объема полностью отработанного абсорбента, являющегося раствором бромидной соли, в единицу времени осуществляют в непрерывном режиме с первой ступени абсорбции при достижении показателя pH в циркулирующем абсорбенте значения 5,0 - 5,5, компенсируя убыль абсорбента подачей на первую ступень абсорбции эквивалентного объема абсорбента со второй ступени абсорбции, компенсируя в свою очередь убыль абсорбента на второй ступени подачей на вторую ступень абсорбции эквивалентного объема исходного абсорбента. 3. The method according to p. mixing with bromine-bearing commercial brine before its chlorination, the processes of absorption of bromine vapor from the carrier gas stream are carried out in two stages in the circulation-flow movement of the bromine absorbent relative to the movement of the carrier gas stream being cleaned, while removing the volume of completely spent absorbent, which is a solution of bromide salt , per unit time is carried out in continuous mode from the first stage of absorption when the pH value in the circulating absorbent reaches 5.0 - 5.5, compensating for the loss of the absorbent by supplying an equivalent volume of absorbent from the second stage of absorption to the first stage of absorption, in turn compensating for the loss of the absorbent in the second stage by supplying to the second absorption stage an equivalent the volume of the original absorbent. 4. Способ по п. 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что очистку газа-носителя от углекислого газа ведут в две ступени в циркуляционно-противоточном режиме движения абсорбента, содержащего гидроксид натрия, по отношению к движению, очищенного от брома потока газа-носителя, при этом вывод объема полностью отработанного абсорбента, являющегося раствором карбоната натрия, осуществляют в непрерывном режиме с первой ступени абсорбции при достижении показателя pH в циркулирующем растворе абсорбента значения 9,0 - 9,5, компенсируя убыль объема подачей на первую ступень абсорбции эквивалентного объема абсорбента со второй ступени абсорбции в свою очередь, компенсируя убыль абсорбента на второй ступени абсорбции подачей на вторую ступень абсорбции эквивалентного объема исходного раствора гидроксида натрия. 4. The method according to p. of the carrier gas stream purified from bromine, while the volume of the completely exhausted absorbent, which is a solution of sodium carbonate, is removed continuously from the first stage of absorption when the pH value in the circulating absorbent solution reaches 9.0 - 9.5, compensating for the decrease in volume by supplying to the first absorption stage of an equivalent volume of absorbent from the second absorption stage, in turn, compensating for the loss of absorbent in the second absorption stage by supplying an equivalent volume of the initial sodium hydroxide solution to the second absorption stage. 5. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что поток очищенного от нефтепродуктов, железа и марганца и освобожденного от хлорида лития промыслового рассола эжектируют хлор-газом, который производят мембранным электролизом раствора хлорида натрия, полученного в результате выделения из потока промыслового рассола хлорида лития, брома, магния в виде гидроксида магния, кальция в виде гидроксида кальция, стронция в виде карбонатного стронциевого концентрата и очищенного от остатков примесей кальция, магния, стронция и сульфат-ионов вначале реагентно щелочно- карбонатным методом, затем ионным обменом на ионите Lewatit ТР 208 в Na-форме или на ионите - аналоге в Na-форме, раствор NaOH полученный при производстве хлор-газа мембранным электролизом используют в качестве щелочного реагента для производства бромида натрия и раствора соды, а также в качестве осадительного реагента для осаждения магния и кальция из прошедшего стадии извлечения хлорида лития и брома промыслового раствора на стадии его реагентной очистки от остатка примесей, кроме того, раствор соды, производимый из NaOH на операции получения раствора бромида металла используют в качестве реагента для получения карбоната лития и карбонатного стронциевого концентрата. 5. The method according to p. obtained as a result of the separation from the flow of commercial brine of lithium chloride, bromine, magnesium in the form of magnesium hydroxide, calcium in the form of calcium hydroxide, strontium in the form of carbonate strontium concentrate and purified from residues of impurities of calcium, magnesium, strontium and sulfate ions, first with a reagent alkali-carbonate method, then by ion exchange on the Lewatit TR 208 ion exchanger in the Na-form or on the ion exchanger - analogue in the Na-form, the NaOH solution obtained in the production of chlorine gas by membrane electrolysis is used as an alkaline reagent for the production of sodium bromide and soda solution, as well as in as a precipitating agent for the precipitation of magnesium and calcium from the past stage of extraction of lithium chloride and bromine of the field solution at the stage and its reagent purification from the remainder of impurities, in addition, a soda solution produced from NaOH in the operation of obtaining a metal bromide solution is used as a reagent for obtaining lithium carbonate and strontium carbonate concentrate. 6. Способ по пп. 1, 5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что производимые из компонентов промыслового рассола продукты Са(ОН)2, NaOH и Ch используют в качестве сырья для производства нейтрального гипохлорита кальция. 6. The method according to paragraphs. 1, 5, differing in that the Ca(OH)2, NaOH, and Ch products produced from the components of the commercial brine are used as raw materials for the production of neutral calcium hypochlorite. 7. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что для получения продуктивных растворов бромида натрия, бромида лития, бромида магния, бромида кальция, бромида стронция в качестве абсорбентов элементного брома из потока газа-носителя, соответственно, используют водный раствор гидроксида натрия или водный раствор карбоната натрия, водный раствор гидроксида лития или водную суспензию карбоната лития, водную суспензию гидроксида магния или водную суспензию карбоната магния, водную суспензию гидроксида кальция или водную суспензию карбоната кальция, водную суспензию гидроксида стронция или водную суспензию карбоната стронция, а в качестве восстановителей аммиак, гидразин, гидразин гидрат, гидроксиламин, карбамид, муравьиную кислоту. 7. The method according to p. carrier, respectively, using an aqueous solution of sodium hydroxide or an aqueous solution of sodium carbonate, an aqueous solution of lithium hydroxide or an aqueous suspension of lithium carbonate, an aqueous suspension of magnesium hydroxide or an aqueous suspension of magnesium carbonate, an aqueous suspension of calcium hydroxide or an aqueous suspension of calcium carbonate, an aqueous suspension of strontium hydroxide or an aqueous suspension of strontium carbonate, and as reducing agents ammonia, hydrazine, hydrazine hydrate, hydroxylamine, urea, formic acid. 8. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что получаемые водные растворы бромидных солей упаривают до получения расплавов бромидных солей, расплавы бромидных солей охлаждают и получают либо безводные твердофазные бромидные соли, либо твердофазные кристаллогидраты бромидных солей. 8. The method according to p. salts. 9. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что выделенный из промыслового рассола гидроксид магния используют для получения оксида магния и затворяющих компонентов магнезиальных цементов в виде раствора хлорида магния и раствора гидрокарбоната магния. 9. The method according to claim 1, characterized in that magnesium hydroxide isolated from the commercial brine is used to produce magnesium oxide and closing components of magnesia cements in the form of a solution of magnesium chloride and a solution of magnesium bicarbonate. 10. Способ по п. 1 о тл и ч а ю щ и й с я тем, что выведенную из состава пенного слива флотатора твердую фазу частиц, представляющую собой смесь РегОз и MnCh с нефтепродуктами, используют в качестве сырьевой добавки на металлургических предприятиях. 10. The method according to claim 1, characterized in that the solid phase of particles removed from the composition of the foamy drain of the flotator, which is a mixture of FeO3 and MnCh with petroleum products, is used as a raw material additive at metallurgical enterprises. 11. Способ по п. 1 о тл и ч а ю щ и й с я тем, что полученный хлоридный литиевый концентрат после концентрирования по LiCl и очистки от примесей применяют для производства карбоната лития и/или хлорида лития моногидрата и/или гидроксида лития моногидрата, при этом анодный хлор, образующийся в процессе производства гидроксида лития моногидрата на операции мембранного электролиза раствора хлорида лития в раствор гидроксида лития, используют для окисления бромид-ионов в элементный бром в технологии получения бромидных солей из промысловых рассолов хлоридного кальциево-магниевого типа нефтегазодобывающих предприятий. 11. The method according to claim 1 differs in that the obtained lithium chloride concentrate after concentration by LiCl and purification from impurities is used for the production of lithium carbonate and / or lithium chloride monohydrate and / or lithium hydroxide monohydrate , while anodic chlorine, formed during the production of lithium hydroxide monohydrate at the operation of membrane electrolysis of a solution of lithium chloride into a solution of lithium hydroxide, is used for the oxidation of bromide ions to elemental bromine in the technology for producing bromide salts from field brines of calcium-magnesium chloride type of oil and gas producing enterprises. 12. Способ комплексной переработки бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья, включающий прямой контакт потока бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья с заданным массовым количеством газообразного хлора, сопровождаемый окислением бромид-ионов в элементный бром, десорбцию элементного брома из потока бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья, последующее получение из бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья хлоридного литиевого концентрата сорбционным способом с использованием гранулированного сорбента ДГАЛ-С1 основой которого является селективное к LiCl неорганическое соединение ЫСГ2А1(ОН)з пНгО и получение оксида магния из гидроксида магния, выделенного из бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве бромоносного поликомпонентного гидроминерального сырья используют промысловые рассолы хлоридного кальциево-магниевого типа нефтегазодобывающих предприятий, при этом поток исходного промыслового рассола подщелачивают, путем смешения со щелочным реагентом, поддерживают показатель pH в потоке промыслового рассола на уровне 6,5 - 7,0, далее поток промыслового рассола смешивают с потоком атмосферного воздуха из расчета 0,4 - 0,5 м3 атмосферного воздуха на 1 м3 промыслового рассола для перевода растворимой формы железа валентностью (+2) в нерастворимую форму железа валентностью (+3), полученный смешанный воздушно-рассольный поток дегазируют 32 путем его излива в сосуд, имеющий сдувку в атмосферу, с выводом обогащенной нефтепродуктами восходящей части дегазируемого потока промыслового рассола через верхний слив с последующей подачей в источник исходного промыслового рассола и выводом обедненной по нефтепродуктам основной нисходящей части дегазированного потока промыслового рассола через нижний слив на смешение с содержащим гипохлорит ионы окислителем для перевода растворимой формы марганца валентностью (+2) в нерастворимую форму марганца валентностью (+4), последовательно дозируют в обедненный по нефтепродуктам дегазированный и прошедший стадию окисления марганца поток промыслового рассола коагулянт и флокулянт и его направляют на операцию флотационной очистки от взвешенных частиц примесей в радиальный флотатор с флокулятором и блоком сатурации, пенный слив флотатора, содержащий удаленные из потока промыслового рассола взвешенные частицы примесей после дозирования в него флокулянта направляют на разделение твердой и жидкой фаз в пресс-фильтр, отделенную от взвешенных частиц примесей жидкую фазу смешивают с поступающим на флотацию потоком промыслового рассола, прошедший операции флотации и контрольной фильтрации поток очищенного промыслового рассола подают на операцию эжектирования хлор-газа и окисления содержащихся в промысловом рассоле бромид ионов в элементный бром, осуществляют десорбцию элементного брома из промыслового рассола потоком газа- носителя, который возвращают на операцию десорбции элементного брома после прохождения насыщенного бромом потока газа-носителя последовательных операций, на которых осуществляют абсорбционную очистку от примеси активного хлора в виде межгалоидного соединения ВгС1, абсорбционную очистку от брома, и обеспечивают, таким образом, постоянное циркулирование в замкнутом контуре: десорбция элементного брома из потока промыслового рассола - очистка от избыточного активного хлора в виде межгалоидного соединения ВгС1 - абсорбция элементного брома щелочными и карбонатными абсорбентами, содержащими восстановители с получением водных растворов бромидных солей в качестве продуктов абсорбции брома - десорбция элементного брома из потока промыслового рассола, и направляют поток промыслового раствора, прошедшего стадию извлечения брома, на извлечения хлорида лития на гранулированном сорбенте, в качестве которого используют LiCl 2А1(ОН)з пНзО разупорядоченной структуры, с получением хлоридного литиевого концентрата, при этом используют часть потока промыслового рассола прошедшего извлечение лития и брома для последовательного извлечения магния в виде гидроксида магния введением в рассол гидроксил - ионов, извлечения кальция в виде гидроксида кальция введением в рассол гидроксил-ионов, извлечения стронция в виде карбонатного стронциевого концентрата введением в рассол карбонат-ионов. 12. A method for the complex processing of bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials, including direct contact of a stream of bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials with a given mass amount of gaseous chlorine, accompanied by the oxidation of bromide ions into elemental bromine, desorption of elemental bromine from a stream of bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials, subsequent production from bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials raw materials of lithium chloride concentrate by the sorption method using granular sorbent DGAL-C1, which is based on the LiCl-selective inorganic compound LiCl2A1(OH)3 pH2O and obtaining magnesium oxide from magnesium hydroxide isolated from bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials, and with the fact that commercial brines of calcium-magnesium chloride type of oil and gas producing enterprises are used as bromine-bearing polycomponent hydromineral raw materials, while the flow of the initial the commercial brine is alkalized by mixing with an alkaline reagent, the pH value in the commercial brine flow is maintained at the level of 6.5 - 7.0, then the commercial brine flow is mixed with the atmospheric air flow at the rate of 0.4 - 0.5 m 3 of atmospheric air per 1 m 3 of commercial brine to transfer the soluble form of iron with valence (+2) into the insoluble form of iron with valence (+3), the resulting mixed air-brine stream is degassed 32 by pouring it into a vessel having a blow-off into the atmosphere, with the output of the ascending part of the degassed flow of commercial brine enriched with oil products through the upper drain, followed by supply to the source of the original commercial brine and the withdrawal of the main descending part of the degassed flow of commercial brine depleted in oil products through the lower drain for mixing with an oxidizing agent containing hypochlorite ions to convert the soluble form of manganese with valence (+2) into the insoluble form of manganese with valence (+4), the coagulant and flocculant are sequentially dosed into the degassed and manganese-oxidized stream of commercial brine depleted in oil products and sent to the flotation cleaning operation from suspended particles of impurities into a radial flotator with a flocculator and a saturation unit, the foamy drain of the flotator, containing suspended particles of impurities removed from the flow of commercial brine, after dosing the flocculant into it, is directed to the separation of solid and liquid phases into the press filter, the liquid phase separated from suspended particles of impurities is mixed with the flow of commercial brine entering the flotation, the stream of purified commercial brine that has passed the operations of flotation and control filtration is fed to the operation of ejecting chlorine gas and oxidizing the bromide ions contained in the commercial brine into elemental bromine , carry out the desorption of elemental bromine from the commercial brine with a carrier gas stream, which is returned to the elemental bromine desorption operation after passing through the carrier gas stream saturated with bromine of successive operations, in which absorption purification from an admixture of active chlorine in the form of an interhalogen compound BrCl, absorption purification from bromine , and thus provide constant circulation in a closed circuit: desorption of elemental bromine from the flow of commercial brine - purification from excess active chlorine in the form of interhalogen compound BrCl - absorption of elemental bromine by alkaline and carbonate a bsorbents containing reducing agents to obtain aqueous solutions of bromide salts as bromine absorption products - desorption of elemental bromine from the flow of commercial brine, and direct the flow of commercial solution, which has passed the stage of bromine extraction, to extract lithium chloride on a granular sorbent, which is used as LiCl 2A1( OH)z pN3O of a disordered structure, with the production of lithium chloride concentrate, while using a part of the flow of commercial brine that has undergone the extraction of lithium and bromine for the sequential extraction of magnesium in the form of magnesium hydroxide by introducing hydroxyl ions into the brine, the extraction of calcium in the form of calcium hydroxide by introducing hydroxyl into the brine -ions, extraction of strontium in the form of a carbonate strontium concentrate by introducing carbonate ions into the brine.
PCT/RU2022/000265 2021-09-08 2022-08-31 Method of obtaining bromide salts Ceased WO2023038541A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126423A RU2780216C2 (en) 2021-09-08 Method for producing bromide salts during comprehensive processing of polycomponent commercial bromide brines of petroleum and gas producing facilities (variants)
RU2021126423 2021-09-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023038541A1 true WO2023038541A1 (en) 2023-03-16

Family

ID=79171481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2022/000265 Ceased WO2023038541A1 (en) 2021-09-08 2022-08-31 Method of obtaining bromide salts

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023038541A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157339C2 (en) * 1998-09-15 2000-10-10 Закрытое акционерное общество "Экостар-Наутех" Method of production of lithium bromide from brines
RU2189362C2 (en) * 2000-06-19 2002-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Коми" Method for integrated utilization of oil-field association water
RU2190700C1 (en) * 2001-01-09 2002-10-10 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Method of recovering bromine and iodine from natural waters
RU2724779C1 (en) * 2020-01-14 2020-06-25 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method for integrated processing of produced water of oil fields
US20210087697A1 (en) * 2019-09-25 2021-03-25 Ecostar-Nautech Co., Ltd. Method for producing lithium hydroxide monohydrate from brines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157339C2 (en) * 1998-09-15 2000-10-10 Закрытое акционерное общество "Экостар-Наутех" Method of production of lithium bromide from brines
RU2189362C2 (en) * 2000-06-19 2002-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Коми" Method for integrated utilization of oil-field association water
RU2190700C1 (en) * 2001-01-09 2002-10-10 Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Method of recovering bromine and iodine from natural waters
US20210087697A1 (en) * 2019-09-25 2021-03-25 Ecostar-Nautech Co., Ltd. Method for producing lithium hydroxide monohydrate from brines
RU2724779C1 (en) * 2020-01-14 2020-06-25 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method for integrated processing of produced water of oil fields

Also Published As

Publication number Publication date
RU2021126423A (en) 2021-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7083875B2 (en) Method for Producing Lithium Hydroxide Monohydrate from Boiled Water
CA3059899C (en) Method for preparing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
US20250162894A1 (en) Process for recovery of lithium from a geothermal brine
JP5406955B2 (en) Method for producing lithium carbonate
KR102707582B1 (en) Method for producing lithium hydroxide
EP3393688B1 (en) Method and arrangement for recovery of salt
CA2762601A1 (en) Lithium carbonate production from brine
WO2007003013A1 (en) Preparation and use of cationic halides, sequestration of carbon dioxide
CN101234767A (en) Thick seawater comprehensive utilization technique after seawater desalination
WO2014078908A1 (en) Process for recovering lithium from a brine with reagent regeneration and low cost process for purifying lithium
RU2543214C2 (en) Method of complex processing natural brines of magnesium-calcium chloride type
RU2780216C2 (en) Method for producing bromide salts during comprehensive processing of polycomponent commercial bromide brines of petroleum and gas producing facilities (variants)
WO2023038541A1 (en) Method of obtaining bromide salts
AU2022251006B2 (en) A method for producing high purity lithium hydroxide monohydrate
US3547579A (en) Removal of sulfates from brines
RU2853144C2 (en) Method for obtaining high-quality lithium carbonate from lithium-containing chloride-type geothermal waters
RU2843763C1 (en) Method of producing lithium carbonate from lithium-containing brines
CN102557084A (en) Method for preparing high-purity lithium carbonate from lithium chloride stock solution
PT106208B (en) PROCESS FOR PRODUCING SODIUM BICARBONATE.
US20240367989A1 (en) Preparation of lithium carbonate and lithium hydroxide
Ryabtsev et al. Prospective of complex processing of lithium-bearing raw brines of sodium chloride and mixed types
EA046337B1 (en) METHOD FOR PRODUCING HIGH-PURITY LITHIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE
EA041441B1 (en) METHOD FOR OBTAINING LITHIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE FROM BRINES
EA042618B1 (en) METHOD FOR PRODUCING LITHIUM CONCENTRATE FROM LITHIEN-BEARING NATURAL BRINES AND ITS PROCESSING INTO LITHIUM CHLORIDE OR LITHIUM CARBONATE

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22867786

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22867786

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1