Veelvoorkomende bromidezouten in water: voorkomen, oplosbaarheid en behandeling
Bromide komt in water voor als opgeloste Br−-ionen naast andere ionen. Namen zoals natriumbromide of magnesiumbromide duiden de zouten aan die worden gebruikt om bromide toe te voegen, of de ionencombinaties in een pekel; in oplossing blijven ze doorgaans niet als afzonderlijke moleculen aanwezig.
Deze pagina geeft een overzicht van bromidehoudend water, representatieve bromidezouten en hun geschatte oplosbaarheid in zuiver water. Zie voor een overzicht van het voorkomen van bromide, aandachtspunten bij waterbehandeling en industriële terugwinning Broom in water.
Bromidezouten in natuurlijk en industrieel water
In zoet water is bromide doorgaans een ondergeschikt opgelost bestanddeel. Zeewater bevat gemiddeld ongeveer 65 mg/L bromide; in sommige regio's zijn concentraties boven 80 mg/L gemeld. In zeewater en natuurlijke pekel komt bromide samen met natrium, magnesium, kalium, calcium en chloride voor; het toeschrijven van opgelost bromide aan één specifiek zout is een nuttige boekhoudkundige conventie, geen directe beschrijving van afzonderlijke moleculen in het water. Moederloog van verdampt zeewater (bittern), pekel uit het binnenland en formatiewater uit olievelden kunnen veel hogere concentraties bereiken.
Industriële bromidehoudende stromen omvatten voedingspekel voor de productie van broom en speciale vloeistoffen voor het afwerken of onderhouden van olieputten. Calciumbromide en zinkbromide worden gebruikt in heldere pekel met een hoge dichtheid; natriumbromide wordt eveneens gebruikt in vloeistoffen voor het afwerken van putten. Ammoniumbromide komt eerder voor in chemische of processtromen dan in natuurlijk water. Een wateranalyse moet bromide en de begeleidende ionen vermelden, in plaats van op basis van alleen bromide een zout af te leiden.
Representatieve bromidezouten en oplosbaarheid
De onderstaande cijfers zijn geschatte oplosbaarheden van de zuivere zouten in water bij circa 25 °C, uitgedrukt in gram zout per 100 g water. Het zijn referentiewaarden, geen ontwerpgrenzen voor gemengde pekel. Hydratatietoestand, temperatuur, druk en andere opgeloste zouten kunnen het fasegedrag veranderen. Alle vermelde zouten zijn zeer goed oplosbaar; bij gewone verdamping van water blijft bromide doorgaans in oplossing, tenzij de pekel een gespecialiseerd proces voor zoutterugwinning doorloopt.
| Zout | Formule | Geschatte oplosbaarheid bij circa 25 °C | Typische water- of procescontext |
|---|---|---|---|
| Natriumbromide | NaBr | 94,6 g/100 g water | Zeewater en natuurlijke pekel, als opgeloste ionen; voedingspekel voor broomproductie en sommige vloeistoffen voor het afwerken van putten |
| Magnesiumbromide | MgBr2 | Ongeveer 100,6 g/100 g water; de vaste hydraatfase beïnvloedt de vermelde waarde | Zeewater, zoutmeren, diepe pekel en bittern |
| Kaliumbromide | KBr | 67,8 g/100 g water | Opgelost in natuurlijk zout water, in lagere concentraties dan natrium en magnesium; chemische en gespecialiseerde processtromen |
| Ammoniumbromide | NH4Br | 78,3 g/100 g water | Chemische productie en procesoplossingen; geen belangrijk zout in natuurlijk water |
| Calciumbromide | CaBr2 | 156 g/100 g water | Heldere pekel met een hoge dichtheid voor het afwerken en onderhouden van olieputten en als packervloeistof |
| Zinkbromide | ZnBr2 | 471 g/100 g water | Speciale pekel met een hoge dichtheid voor het afwerken van olieputten, vaak gemengd met calciumbromide |
De oplosbaarheid is uitgedrukt per massa water, niet per massa of volume van de uiteindelijke oplossing. Zonder rekening te houden met de volledige ionensamenstelling en temperatuurafhankelijke fase-evenwichten kan op basis van deze waarden niet worden voorspeld wanneer een zout uit een werkelijke pekel kristalliseert.
Mogelijkheden voor verwijdering, concentratie en terugwinning
| Doel | Mogelijke aanpak | Belangrijke aandachtspunten |
|---|---|---|
| Bromide verminderen in water met een laag of matig zoutgehalte | Bromideselectieve ionenwisseling | De prestaties hangen af van de selectiviteit van de hars, concurrerend chloride en sulfaat, de operationele capaciteit, regeneratie en het beheer van de gebruikte regeneratieoplossing. |
| Het gehalte aan opgeloste zouten in water verlagen en bromide overbrengen naar een concentraat | Omgekeerde osmose | De zoutafstoting en terugwinning hangen af van het membraan, de samenstelling van het voedingswater en de bedrijfsomstandigheden. Het concentraat blijft een bromidehoudende stroom waarvoor hergebruik, terugwinning of afvoer moet worden geregeld. |
| Ionen scheiden en concentreren in zout voedingswater | Elektrodialyse of elektrodialyse met omkering van de polariteit | Brengt ionen via selectieve membranen over naar een concentraat. De selectiviteit en het energieverbruik hangen af van het zoutgehalte en concurrerende ionen; bromide wordt daarbij niet afgebroken. |
| Elementair broom terugwinnen uit bromiderijke industriële pekel | Gecontroleerde oxidatie van Br− tot Br2, gevolgd door strippen met lucht of stoom en opvangen | Een gespecialiseerde industriële terugwinningsmethode met gevaarlijk, vluchtig broom en oxidatiemiddelen; hiervoor zijn speciaal ontworpen voorzieningen voor insluiting en beheersing nodig. |
| Gemengde pekel concentreren of de lozing van vloeistof verminderen | Verdamping en gefaseerde kristallisatie | Deze processen concentreren zouten, maar verwijderen bromide niet selectief. Omdat bromidezouten zeer goed oplosbaar zijn, blijft bromide doorgaans in de resterende moederloog of bittern achter terwijl minder goed oplosbare mineralen kristalliseren. |
Conventionele klaring en filtratie verwijderen opgelost bromide niet op betrouwbare wijze. Chemische neerslag kan nuttig zijn voor andere bestanddelen in een pekel, maar men mag er niet van uitgaan dat bromide daardoor selectief neerslaat. Voor de keuze van een proces zijn de gemeten watersamenstelling, de beoogde product- of lozingskwaliteit, het terugwinningsdoel en een geschikte aanpak voor het beheer van het concentraat nodig.
Bespreek water of pekel met bromide
Beschrijf voor een beoordeling van de behandeling of terugwinning aan Lenntech de waterbron, de bromideconcentratie, de belangrijkste ionen, het debiet en het procesdoel.
Bespreek een uitdaging op het gebied van waterbehandeling
Neem contact op met Lenntech via info@lenntech.com.
Laatst beoordeeld op door Lenntech.
Bronnen en verder lezen
- WHO: Bromideconcentraties in zoetwater, zeewater en ontzilt water
- PubChem / HSDB: Eigenschappen en oplosbaarheid van natriumbromide
- PubChem: Eigenschappen en oplosbaarheid van kaliumbromide
- PubChem / HSDB: Oplosbaarheid van calciumbromide
- PubChem / HSDB: Oplosbaarheid van ammoniumbromide
- PubChem / HSDB: Oplosbaarheid van zinkbromide
- USGS: Bromide in natuurlijk water en pekel
- SLB: Heldere pekeloplossingen voor completion- en workovertoepassingen
- Health Canada: Verwijzingen over bromaatvorming en membraanbehandeling
- Archief van de US EPA: Industriële terugwinning van broom uit pekel