CN101318626B - 一种从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，它包括管道(1)，管道(1)连接氧化槽(3)，氧化槽(3)通过管道连接至萃取塔(2)上方的喷淋管(4)，萃取塔(2)连接有鼓风机(10)，萃取塔(2)的出风口(5)连接填料吸收塔(6)，填料吸收塔(6)连接收集槽(8)和析碘槽(9)；萃取塔(2)上部设有喷淋管(4)，下部设有进风口(16)，还设有出风口(5)和出料口(17)，出料口(17)连接U型管(18)，U型管(18)连接回酸槽(19)。本申请人在磷化工厂进行了工业化的一系列试验和研究，表明通过本发明的装置可以实现提取碘的大规模工业化生产，并通过多次试验，优选得到该套装置。

Description

一种从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置

技术领域

本发明涉及从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，特别是以含碘磷矿石为原料生产磷产品过程中使用过的浓度为20-25％的稀磷酸内提取碘的装置；属于环保、化工技术的领域。

背景技术

目前我国大多数生产工业碘厂家均以高品位含碘化物的盐卤、卤水、或海带浸泡液(碘含量：200-300mg/l)作原料生产工业碘，采用的工艺大都是离子交换树脂法，即将高品位含碘化物的盐卤、卤水、或海带浸泡液加酸酸化后，通入氯气，使碘游离析出，再通过聚苯乙烯型离子交换树脂进行吸附。脱附的方法有两种：一种是用亚硫酸盐溶液洗脱.再用氯酸钾使碘析出，离心分离，粗碘经硫酸熔融精制；另一种是用氢氧化钠溶液洗脱，生成NaI等碘化物，在反应器中用硫酸酸化使碘游离沉淀，过滤和离心分离，再精制。该方法主要存在两大问题：一是生产运行成本高，二是生产工艺对原料(含碘化物的盐卤、卤水、或海带浸泡液)含碘量要求高。

吹出法首先为日本伊西化学工业公司所采用，目前这是一种优越的工艺流程。将澄清的盐卤水酸化到pH 2～3，通氯气混合后进入吹出塔内，被Cl₂置换出的I₂用空气气流使之气化，气流中的碘蒸气引入吸收塔后用溶有SO₂的一种碘溶液吸收。碘化物溶液以50～100g/l的浓度自塔底流出并保持碘化物溶液再循环，然后溶液在玻璃的反应器中通氯处理使碘析出，接着把碘的悬浮物过滤，滤液返回到碘化物系统中去。碘作为滤饼在浓硫酸中熔融精制。传统的吹出法工艺对生产技术指标的要求高。我国目前只有少数厂家采用吹出法制碘，所用工艺参数：原液含碘200mg/l以上，吹出后废液含碘50mg/l左右。我国四川自贡盐业公司原有一个采用吹出法制碘厂，因原料液含碘低于200mg/l生产成本高而停产。

发明内容

本发明目的在于：提供一种从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，适合于对低含碘稀磷酸(I：50mg/L)进行有效的碘分离，用双氧水和二氧化硫作为生产原料，所以比较方便、安全；既解决了废弃物排放、造成环境污染的问题，又提供了一种新的制碘原料，使废弃物能够变废为宝，同时能克服现有技术存在的技术问题。

本发明是这样构成的：从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，它包括引入稀磷酸的管道，管道连接氧化槽，氧化槽通过管道连接至萃取塔上方的喷淋管，萃取塔下方连接有鼓风机，萃取塔的出风口连接填料吸收塔，填料吸收塔的吸收液管道连接收集槽，收集槽连接有析碘槽。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，在管道上设有氧化剂加入装置。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，氧化剂加入装置与氧化槽之间的管道长度为150～250米。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，萃取塔的出风口通过管道连接换热器，换热器连接填料吸收塔。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，换热器的循环水管道连接有冷却水塔和循环水池。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，析碘槽连接粗碘精炼釜。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，萃取塔上部设有喷淋管，萃取塔下部设有连接鼓风机的进风口，在萃取塔顶端设有出风口，萃取塔底部设有出料口，出料口连接U型管，U型管连接回酸槽。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，U型管的顶部与进风口的垂直距离为2～2.5m。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，萃取塔内设有1或1层以上的分流层，分流层上放置有分流球。

上述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，鼓风机采用罗茨鼓风机。

本发明人申请过一件名称为“从含碘磷矿石生产过程中产生的稀磷酸内提取碘的方法”、专利申请号是：2005100030582的发明专利申请，利用这种方法能够从含碘磷矿石生产磷产品时产生的稀磷酸中提取碘。本发明提取碘的原料，从含碘磷矿石生产过程中产生的稀磷酸，碘的含量通常为100mg/L以下，现有技术中提取碘的方法，通常是采用含碘量较高的原料，其原料的含碘量一般都是200mg/l以上。含碘磷矿石生产磷酸的过程中，由于碘的含量低，通常是作为杂质清除后排放掉，不仅浪费了碘，还会污染环境。本申请人在磷化工厂进行了工业化的一系列试验和研究，表明通过本发明的装置可以实现提取碘的大规模工业化生产，并通过多次试验，优选得到该套装置。

附图说明：

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明萃取塔的结构示意图；

附图3为本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式：

本发明的实施例1：从现有的磷矿石生产流程装置中连接管道1，引入稀磷酸，管道1连接至氧化槽3，氧化槽3通过管道连接至萃取塔2上方的喷淋管4，在萃取塔2下方连接有鼓风机10，提供萃取用的空气，在萃取塔2上方的出风口5通过管道连接填料吸收塔6，通过吸收液对空气萃取出来的碘进行循环吸收，填料吸收塔6的吸收液管道7连接收集槽8，收集槽8后面连接析碘槽9，等吸收液中的碘吸收饱和后，再通过析碘槽9将碘结晶析出。

本发明可以在氧化槽内加入氧化剂，通过氧化槽的搅拌、混合，进行对稀磷酸中碘离子的氧化反应。为了提高对碘的氧化反应，也可在管道1上安装氧化剂加入装置11，氧化剂加入装置11包括氧化剂加入管道，以及一个搅拌装置，使氧化剂和稀磷酸充分混合。将氧化剂加入装置11与氧化槽3之间的管道1长度设计在150～250米，让稀磷酸和氧化剂的氧化反应时间控制在10～20分钟内，既可以保证氧化反应充分，又可以控制生产时间，降低生产成本。

从萃取塔2出来的空气温度达到70℃以上，不利于填料吸收塔6内碘的吸收，因此萃取塔2的出风口5通过管道连接换热器12，进行降温处理后，换热器12再连接填料吸收塔6。换热器12的循环水管道13连接有冷却水塔14和循环水池15。

析碘槽9后面连接粗碘精炼釜22，可以将析碘槽9析出的粗碘进行精炼，使其纯度达到99.6％以上的碘成品。

本发明选择的萃取塔2，在上部安装喷淋管4，连接氧化槽3，在萃取塔2下部制作进风口16，连接鼓风机10，鼓风机10采用罗茨鼓风机，风量大，而且价格经济合理。在萃取塔2顶端制作出风口5，连接至填料吸收塔6，在萃取塔2底部有出料口17，出料口17连接U型管18，U型管18连接回酸槽19，萃取碘以后的稀磷酸液料装入回酸槽19内，再返回磷酸生产设备内。U型管18的作用是保持萃取塔2的进风口16在稀磷酸液料的液面下，提高碘的萃取效果。经过试验，U型管18的顶部与进风口16的垂直距离为2～2.5m，即进风口16上方稀磷酸液料的液面高度为2～2.5m时，萃取的效果好，而且采用的鼓风机10扬程较低，降低了生产成本。

为了进一步提高空气萃取的效果，在萃取塔2内制作出1或1层以上的分流层20，分流层20为带孔的隔板，在分流层20上放置有分流球21，分流球21为具有很多镂空结构的塑料球体，可以将空气分为细小的气流。

工作过程：贵州瓮福磷矿的磷矿石制作磷酸，生产过程中产生的稀磷酸中碘的含量是：50-110mg/L、稀磷酸中的P₂O₅浓度为25-52％，将稀磷酸通过管道1引出，连接至氧化槽3，在管道1上通过氧化剂加入装置11加入氧化剂，使氧化剂和稀磷酸充分混合10～20分钟进行氧化反应，稀磷酸进入萃取塔2，从上方的喷淋管4喷入萃取塔2，鼓风机1吹入的空气吹出稀磷酸中的分子碘，吹的空气和液体的体积比例是130∶1。从萃取塔2出来的空气通过换热器12冷却后进入填料吸收塔6，用含5％的液体SO₂酸性溶液作为吸收液进行循环吸收，得到的液体中碘的含量达到100g/L时，将收集槽8内的液体送入析碘槽9中，加入双氧水0.5公斤，使碘析出，过滤和离心分离，经粗碘精炼釜22精制得成品碘。

本发明的实施例2：从现有的磷矿石生产流程装置中连接管道1，引入稀磷酸，管道1连接至氧化槽3，氧化槽3内加入氧化剂，氧化槽3通过管道连接至萃取塔2上方的喷淋管4，在萃取塔2下方连接有鼓风机10，提供萃取用的空气，在萃取塔2上方的出风口5通过管道连接填料吸收塔6，通过吸收液对空气萃取出来的碘进行循环吸收，填料吸收塔6的吸收液管道7连接收集槽8，收集槽8后面连接析碘槽9，等吸收液中的碘吸收饱和后，再通过析碘槽9将碘结晶析出。

工作过程：贵州瓮福磷矿的磷矿石制作磷酸，生产过程中产生的稀磷酸中碘的含量是：50-110mg/L、稀磷酸中的P₂O₅浓度为25-52％，将稀磷酸通过管道1引出，连接至氧化槽3，在氧化槽3内加入氧化剂进行氧化反应，然后将稀磷酸送入萃取塔2，从上方的喷淋管4喷入萃取塔2，鼓风机1吹入的空气吹出稀磷酸中的分子碘，从萃取塔2出来的空气进入填料吸收塔6，用含5％的液体SO₂酸性溶液作为吸收液进行循环吸收，得到的液体中碘的含量达到100g/L时，将收集槽8内的液体送入析碘槽9中，加入双氧水0.5公斤，使碘结晶析出。

Claims (9)

1.从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，它包括引入稀磷酸的管道(1)，其特征在于：管道(1)连接氧化槽(3)，氧化槽(3)通过管道连接至萃取塔(2)上方的喷淋管(4)，萃取塔(2)下方连接有鼓风机(10)，萃取塔(2)的出风口(5)连接填料吸收塔(6)，填料吸收塔(6)的吸收液管道(7)连接收集槽(8)，收集槽(8)连接有析碘槽(9)；萃取塔(2)上部设有喷淋管(4)，萃取塔(2)下部设有连接鼓风机(10)的进风口(16)，在萃取塔(2)顶端设有出风口(5)，萃取塔(2)底部设有出料口(17)，出料口(17)连接U型管(18)，U型管(18)连接回酸槽(19)。

2.按照权利要求1所述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，其特征在于：在管道(1)上设有氧化剂加入装置(11)。

3.按照权利要求2所述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，其特征在于：氧化剂加入装置(11)与氧化槽(3)之间的管道(1)长度为150～250米。

4.按照权利要求1所述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，其特征在于：萃取塔(2)的出风口(5)通过管道连接换热器(12)，换热器(12)连接填料吸收塔(6)。

5.按照权利要求4所述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，其特征在于：换热器(12)的循环水管道(13)连接有冷却水塔(14)和循环水池(15)。

6.按照权利要求1所述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，其特征在于：析碘槽(9)连接粗碘精炼釜(22)。

7.按照权利要求1所述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，其特征在于：U型管(18)的顶部与进风口(16)的垂直距离为2～2.5m。

8.按照权利要求7所述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，其特征在于：萃取塔(2)内设有1层以上的分流层(20)，分流层(20)上放置有分流球(21)。

9.按照权利要求7所述的从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的装置，其特征在于：鼓风机(10)采用罗茨鼓风机。

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