一种从低浓度吸收液中提取优质碘的方法
【专利摘要】本发明提供了一种从低密度吸收液中提取优质碘的方法，将无色到微黄色吸收液打入氧化析碘槽；调整搅拌器转速给吸收液降温，再调整搅拌器转速并滴加双氧水，随氧化析碘槽内反应液颜色变化调整搅拌器转速和双氧水滴加速度，反应液中生产晶核，双氧水滴加完毕后，继续搅拌，放置，养晶，真空干燥，得到碘晶体。该方法通过改变影响晶核生成和晶粒成长速度的因素，来控制晶体形状和产品纯度，从碘浓度较低的吸收液中提取优质碘，并不生成纯度低、外观细小的“泥巴碘”或“漂浮碘”，充分回收碘资源。操作简便，不使用其他药剂和提供其他外界条件，没有副反应，产品效果好，生产效率高。
【专利说明】一种从低浓度吸收液中提取优质碘的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工生产【技术领域】，涉及一种磷矿中伴生碘资源的回收方法，特别涉及一种从低浓度吸收液中提取优质碘的方法。
【背景技术】
[0002]析碘生产过程中，将适量的浓度为27.4%的双氧水加入吸收液，以获得大颗粒、外表美观、纯度高的碘晶体。实际上开始析出的碘是溶解在吸收液中的，随着双氧水的不断加入，吸收液中含量逐渐减少，碘晶体不断长大而析出。其化学反应方程式为:
第一步:ΗΙ+Η202=Ι2+Η20 ;第二步:Ι2+=Ι3、；
第三步:2Ι3>2Η++Η20=3Ι2+2Η20
但在实际生产中，由于某些磷矿石中碘的含量低，使得吸收液中碘的浓度最高只能达到30g/L。在现有吸收液温度低，双氧水滴加速度以及搅拌器转速快的提取工艺下极易生成纯度低、外观细小的“泥巴碘”或“漂浮碘”，严重者甚至会成为废碘，造成浪费，给企业带来巨大经济损失。因而，如何从碘浓度较低的吸收液中提取碘，成为本领域技术人员急待解决的一个技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种从低浓度吸收液中提取优质碘的方法，能从碘浓度较低的吸收液中提取质量符合要求的碘，避免碘的浪费。
[0004]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种从低密度吸收液中提取优质碘的方法，不生成纯度低、外观细小的“泥巴碘”或“漂浮碘”，充分回收碘资源，该方法具体为:
当吸收液槽液位达到规定高度时，保持吸收液颜色为无色到微黄色；吸收液打入氧化析碘槽；开启搅拌器，搅拌器转速调至额定转速的80%，搅拌使吸收液陈化降温，并使过量SO2逸出；当氧化析碘槽内吸收液温度降至23-28°C时，搅拌器转速调至额定转速的60%，同时以40-60mL/min的速度将双氧水加入氧化析碘槽内；反应液颜色成为红色,继续滴加双氧水，当氧化析碘槽内反应液颜色变为玫红色时，双氧水的滴加速度调为20-25mL/min，并将搅拌器转速调至额定转速的50% ;当反应液颜色成为深玫瑰色，形成晶核，双氧水滴加速度调为15-20mL/min，搅拌器转速调为额定转速的35-40%，直至加完所需的双氧水；搅拌器继续搅拌一段时间后停止搅拌，放置至少24小时，使吸收液中的碘全部沉降析出，养晶后用水冲洗至过滤器，真空干燥后包装。
[0005]打入氧化析碘槽内吸收液中碘的浓度为6-30g/L。
[0006]当吸收液中碘的浓度为6-15g/L时，在结晶初期，将成品碘加入氧化析碘槽内的溶液中作为晶核载体。
[0007]双氧水滴加完毕后，搅拌器继续搅拌15分钟。
[0008]碘提取过程中根据吸收液颜色适当缩短或延长双氧水加入时间，浅红色为滴定终点。
[0009]提取碘过程中，氧化析碘槽内溶液的温度缓慢下降，即8小时下降10°C。
[0010]本发明提取方法从影响碘结晶形成的有利因素(较高的、过饱和度的搅拌强度，缓慢的冷却速度)伴随吸收液颜色的变化和晶型转变情况入手，适时将适量的H2O2经计量泵分阶段加入氧化析碘槽，并将搅拌器转速调整在相对应范围内，启动或停止通风扇来控制吸收液温度，调节冷却速度，并在碘浓度10g/L以下的吸收液中预先加入成品碘作为晶核载体来提取优质碘。本方法操作方便、没有副反应、生产效率高；提碘后滤液的含碘量仅为80mg/L，提碘率达到99%。出品的碘为紫黑色，具有明显金属光泽的固体，呈长方体颗粒状，外表美观，杂质，水分含量少，纯度高(可达到92%以上)，能与高浓度吸收液提取的碘相媲美。
【具体实施方式】
[0011]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0012]若磷矿石中碘含量较低，用析碘工艺生产碘晶体时，吸收液中碘的浓度最高只能达到30g/L，此时，用现有提取工艺提取碘，极易生成纯度低、外观细小的“泥巴碘”或“漂浮碘”，甚至会成为废碘，造成碘资源浪费。为了克服现有技术中存在的问题，从低浓度的吸收液中获得碘晶体，本发明提供了一种从低浓度吸收液中提取优质碘的方法:
当吸收液槽液位达到1.85m时，要密切关注SO2的加入量，保持吸收液颜色为无色到略微黄色；将吸收液打入氧化析碘槽，开启搅拌器，将搅拌器转速调至搅拌器额定转速的80%，搅拌使吸收液陈化降温，并使过量SO2逸出，陈化时间随吸收液温度而定。当氧化析碘槽内吸收液温度降至23?28°C时，开始析碘操作，此时溶液中只有 ;搅拌器转速调至搅拌器额定转速的60%，同时以40?60mL/min的速度将双氧水加入温度为23?28°C的吸收液中；双氧水与吸收液发生反应，生成碘(12)，生成的I2与吸收液中的 反应生成Ι3_ (Ι2+=Ι3_)，使得生成的I2溶解在反应液里，导致反应液的颜色成为红色；继续滴加双氧水，生成的I2继续溶解在反应液里，反应液的颜色不断变化，当氧化析碘槽内反应液颜色变为玫红色时,反应液中的I2接近饱和，为使I2不被过氧化需减缓双氧水的滴加速度，调至20?25mL/min，同时将搅拌器转速调至额定转速的50% ;当反应液颜色成为深玫瑰色，此时已有60%的 转化为I2,氧化析碘槽内溶液达到过饱和状态，开始有I2析出形成晶核。晶核形成的多少随过饱和度的升高而增大，当饱和度不大时，晶核只能在搅拌器和析碘槽壁等已有的表面上生成。
[0013]本发明方法中在氧化析碘槽内吸收液温度降至23?28°C时，开始析碘操作，是因为:若氧化析碘槽内吸收液温度低于23°C，会使析碘反应速度慢，导致碘结晶细小；若吸收液温度温度高于28°C，碘易升华。
[0014]晶体的成长是一种扩散过程。此过程越慢成长时间越长，就会形成粗大、均匀的结晶体。过饱和状态的溶液中有I2析出形成晶核时，调节双氧水的滴加速度为15?20mL/min，调节搅拌器转速为额定转速的35?40%，直至加完所需的双氧水(双氧水的用量根据反应方程式ΗΙ+Η202=Ι2+Η20确定)。根据吸收液颜色适当缩短或延长双氧水加入时间，浅红色为滴定终点。因为包括吸收液浓度在内的所有化工分析都有误差，碘或多或少，因此要根据吸收液颜色适当缩短或延长双氧水加入时间。[0015]采用本发明方法提取优质碘时，整个晶体成长过程中氧化析碘槽内溶液的温度都必须是缓慢下降的，即8小时下降10°C，冬季环境温度就能满足此条件；夏季需要开启通风扇使环境温度由20°C缓慢降至12°C，即环境温度8小时下降8°C。
[0016]本发明方法适用于碘浓度为6-30g/L的吸收液。而要想使碘浓度为6-15g/L的吸收液中析出的结晶体更为粗大、均匀，可在结晶初期，将成品碘加入过饱和溶液中作为晶核载体，以提高产品质量。滴定完毕，搅拌器搅拌15分钟后停止搅拌，放置至少24小时，使吸收液中的碘全部沉降析出，养晶后用水冲洗至过滤器，真空干燥后包装。
[0017]如果双氧水加入速度过快以及吸收液温度过低或过高，会致使吸收液中局部H2O2过量而过氧化为HIO3 (此副反应原理为:5H202+I2=2H103+4H20)，溶液过饱和度过高，导致晶体成长时间缩短，生成纯度低、外观细小的碘晶体，甚至会成为废碘，造成浪费，给企业带来巨大经济损失。
[0018]本发明方法通过改变影响晶核生成和晶粒成长速度的因素，来控制晶体形状和产品纯度。就是根据吸收液颜色的变化和晶型转变情况，适时将H2O2加入量控制在相应范围内，经计量泵分阶段加入氧化析碘槽，并将搅拌器转速调整在相对应的范围内，启动或停止通风扇来调节吸收液温度。
[0019]实施例1
当吸收液槽液位达到规定高度时，保持吸收液颜色为无色到略微黄色；该吸收液中碘的浓度为30g/L，吸收液打入氧化析碘槽，开启搅拌器，搅拌器转速调至额定转速的80%，搅拌使吸收液陈化降温，并使过量SO2逸出。当氧化析碘槽内吸收液温度降至23°C时，开始析碘操作；搅拌器转速调至额定转速的60%,同时以60mL/min的速度将双氧水加入温度为23°C的吸收液中；双氧水与吸收液发生反应，`生成碘，生成的碘与吸收液中的 反应生成13_，碘溶解于反应液，反应液的颜色成为红色；继续滴加双氧水，生成的碘继续溶解，反应液颜色不断变化，当氧化析碘槽内反应液颜色变为玫红色时，反应液中的碘接近饱和，双氧水的滴加速度调至23mL/min，并将搅拌器转速调至额定转速的50% ;至反应液颜色为深玫瑰色，有碘析出形成晶核。双氧水的滴加速度调为15mL/min,搅拌器转速调为额定转速的35%，直至加完所需的双氧水。提碘过程中，需根据氧化析碘槽中溶液颜色适当缩短或延长双氧水加入时间，浅红色为滴定终点；而且整个晶体成长过程中氧化析碘槽内溶液的温度都必须是缓慢下降的，即8小时下降10°C。滴定完毕，搅拌器搅拌15分钟后停止搅拌，放置至少24小时，使吸收液中的碘全部沉降析出，养晶后用水冲洗至过滤器，真空干燥，得到碘晶体。
[0020]采用实施例1的方法从低浓度吸收液中提取碘与采用现有方法从相同浓度吸收液中提取碘的效果对比，如表I所示。
[0021]表I采用本发明方法和采用现有方法从相同浓度的低浓度吸收液中提取碘的效果对比
【权利要求】
1.一种从低密度吸收液中提取优质碘的方法，不生成纯度低、外观细小的“泥巴碘”或“漂浮碘”，充分回收碘资源，其特征在于，该方法具体为: 当吸收液槽液位达到规定高度时，保持吸收液颜色为无色到微黄色；吸收液打入氧化析碘槽；开启搅拌器，搅拌器转速调至额定转速的80%，搅拌使吸收液陈化降温，并使过量SO2逸出；当氧化析碘槽内吸收液温度降至23?28°C时，搅拌器转速调至额定转速的60%，同时以40?60mL/min的速度将双氧水加入氧化析碘槽内；反应液颜色成为红色,继续滴加双氧水，当氧化析碘槽内反应液颜色变为玫红色时，双氧水的滴加速度调为20?25mL/min,并将搅拌器转速调至额定转速的50% ;当反应液颜色成为深玫瑰色，形成晶核，双氧水滴加速度调为15?20mL/min，搅拌器转速调为额定转速的35?40%，直至加完所需的双氧水；搅拌器继续搅拌一段时间后停止搅拌，放置至少24小时，使吸收液中的碘全部沉降析出，养晶后用水冲洗至过滤器，真空干燥后包装。
2.根据权利要求1所述从低密度吸收液中提取优质碘的方法，其特征在于，打入氧化析碘槽内吸收液中碘的浓度为6?30g/L。
3.根据权利要求2所述从低密度吸收液中提取优质碘的方法，其特征在于，当吸收液中碘的浓度为6?15g/L时，在结晶初期，将成品碘加入氧化析碘槽内的溶液中作为晶核载体。
4.根据权利要求1所述从低密度吸收液中提取优质碘的方法，其特征在于，双氧水滴加完毕后，搅拌器继续搅拌15分钟。
5.根据权利要求1所述从低密度吸收液中提取优质碘的方法，其特征在于，碘提取过程中根据吸收液颜色适当缩短或延长双氧水加入时间，浅红色为滴定终点。
6.根据权利要求1所.述从低密度吸收液中提取优质碘的方法，其特征在于，提取碘过程中，氧化析碘槽内溶液的温度缓慢下降，即8小时下降10°C。
【文档编号】C01B7/14GK103435009SQ201310371242
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】姜伟, 胡小军, 张军, 李占荣 申请人:甘肃瓮福化工有限责任公司