CN103183320A - 一种回收碘的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回收碘的方法，它是结合电化学方法控制氧化还原程度，对废液中的无机碘进行回收，并用次氯酸钠溶液氧化回收有机碘，回收后的废液中碘离子含量约为0.3％，再采用强碱性阴离子交换树脂对这部分碘进行富集回收，该法将碘酸根离子一步还原为碘单质，避免了先将碘酸根离子还原为碘离子再氧化成碘的繁复操作，节省了氧化剂和还原剂的用量，从而降低了成本，因此，采用本方案对碘资源的回收再用可为工业生产带来很高的经济效益。

Description

一种回收碘的方法
技术领域
本发明涉及提纯方法，尤其涉及一种回收碘的方法。
背景技术
碘在世界各地都有分布，但可开发的碘资源很少，短期内碘缺乏的状况将不会改变。一般来说海洋中碘的总储量很大，高达822亿吨，被称为自然界的“碘库”。碘在海水中的浓度随地势及水深的不同而不同，但总体浓度较低，不易提取，目前由海水提碘尚处于探索试验阶段。世界上主要产碘国有日本、智利和美国。日本以天然气田水为原料提碘，智利由天然硝石矿制硝酸钠副产碘，美国从石油钻井水提碘。我国尚未发现富碘矿，主要依靠从藻类植物中提取碘，由于藻类植物产量有限，碘的产量受到制约，生产成本较高，满足不了市场需求，每年都需要从国外进口大量的碘。
我国的碘生产远远不能满足市场需求，而某些磷矿生产企业、石油开采公司及农药生产厂家每年都会生产大量含碘废液，如直接排放，不但会造成资源浪费，还会对环境产生污染。开展含碘废弃物资源化研究，可充分利用有限的碘资源，缓解当前日益严重的碘匮乏现状，同时减少环境污染，具有一定的环境意义和经济意义。
目前，制碘工业的回收率为80％～90％。我国海带提碘工业现行离子交换法排放废液中碘浓度约30mg/L。况且碘的生产方法受原料的影响很大，从各种不同类型的原料中提取回收碘，必须首先将其变成含碘的原料液，然后通过氧化或还原的方法将原料液中的碘组分变成游离碘。若原料液中碘组分的浓度较低，则游离碘会溶解在原料液中；浓度较高超过了碘的溶解度，才会有固体碘结晶出来。
发明内容
本发明的目的是提供一种提取废液中碘的方法，针对溶液中碘离子含量较低回收困难的情况，
实现本发明的技术方案是：
(1)无机碘的回收：以铂电极为工作电极，甘汞电极为参比电极控制反应，将铂电极与甘汞电极插入废液中，外接ZF-3恒电位仪；
向其中缓慢滴加0.3mol/L的亚硫酸钠溶液并充分搅拌，记录还原剂加入量与溶液电极电位的变化；
当电极电位产生突跃，表现在电极电位图上是一个突跃点时，停止向其中加入亚硫酸钠溶液；
收集析出的碘；
(2)有机碘的回收：在上述反应后的废液中加入稀硫酸调节pH值在0.5～1.0，加入5％次氯酸钠氧化回收有机碘；
废液沉渣中加入1mol/L的碳酸钠溶液，并充分搅拌，碳酸钠溶液的加入量以沉淀物中的红棕色物质消失为准，过滤上述经碳酸钠处理后的溶液可直接得到碘单质；
(3)碘的富集：先用盐酸(5％)或氯化钠将树脂浸泡4小时，再用水洗数遍，然后装柱；将收集的废液通过内装强碱性阴离子树脂的交换柱，进行交流吸附，柱高为11cm，流速控制在4mL/min，待离子交换柱内的树脂接近吸附饱和时，停止吸附，等待解吸，将吸附饱和了的树脂柱反复水洗数次，并用空气搅拌，以除去杂质，向树脂柱中加入10％Na2SO3溶液，搅动后静泡1～2h，放开底部阀门，放出解吸液，同时控制解吸液流速进行逆流洗脱，所用Na2SO3溶液的体积为柱内树脂体积的8-10倍，关闭底部阀门，停止解吸，此时树脂为红棕色，解吸后的树脂用水洗数遍，充分搅拌，以除去杂质，加入NaClO再生液，搅动后静置浸泡1小时，再生液的体积与柱内树脂体积相当或稍多一些，然后用再生液对树脂进行回流再生，树脂柱呈金黄色时，可重新使用；
(4)再生液中碘的回收：调节再生液pH值，使再生处理液pH值达到0.5～1.5之间，向上述溶液中缓慢加入10％Na2SO3溶液，使处理液逐步变为棕褐色混浊液，并产生碘泥沉淀，沉淀完全后静置4小时，将上清液倒出，下部的碘泥沉淀再加入Na2SO3溶液使之还原溶解，过滤除去杂质，把滤液和解吸液合并进行碘析及精制。
上述每克干树脂吸附1g碘后即进行解吸和再生。
上述树脂吸附饱和的现象是柱底部的树脂呈现出黑亮色。
上述解吸时间控制在6～8h，直到流出的解吸液不呈棕红色为止。
上述回流再生的时间为2小时。
上述NaClO再生液的浓度是5％。
上述再生温度不宜超过30℃。
本发明的有益效果是：结合电化学方法控制氧化还原程度，对废液中的无机碘进行回收，并用次氯酸钠溶液氧化回收有机碘，回收后的废液中碘离子含量约为0.3％，再采用强碱性阴离子交换树脂对这部分碘进行富集回收。该法将碘酸根离子一步还原为碘单质，避免了先将碘酸根离子还原为碘离子再氧化成碘的繁复操作，节省了氧化剂和还原剂的用量，从而降低了成本。采用强碱性阴离子交换树脂对废液中的碘进行富集回收，吸附效果较好、效果较为理想，采用本方案对碘资源的回收再用可为工业生产带来很高的经济效益。
具体实施方式
实施例
碘的回收按如下步骤进行：
(1)无机碘的回收：以铂电极为工作电极，甘汞电极为参比电极控制反应，将铂电极与甘汞电极插入废液中，外接ZF-3恒电位仪，向其中缓慢滴加0.3mol/L的亚硫酸钠溶液并充分搅拌，记录还原剂加入量与溶液电极电位的变化，当电极电位产生突跃，表现在电极电位图上是一个突跃点时，停止向其中加入亚硫酸钠溶液，收集析出的碘。
(2)有机碘的回收：在上述反应后的废液中加入稀硫酸调节pH值在0.5，加入5％次氯酸钠氧化回收有机碘，废液沉渣中加入1mol/L的碳酸钠溶液，并充分搅拌，碳酸钠溶液的加入量以沉淀物中的红棕色物质消失为准，过滤上述经碳酸钠处理后的溶液可直接得到碘单质。
(3)碘的富集：先用盐酸(5％)或氯化钠将树脂浸泡4小时，再用水洗数遍，然后装柱，将收集的废液通过内装强碱性阴离子树脂的交换柱，进行交流吸附，柱高为11cm，流速控制在4mL/min，待离子交换柱内的树脂接近吸附饱和时，即柱底部的树脂呈现出黑亮时，停止吸附，等待解吸，将吸附饱和了的树脂柱反复水洗数次，并用空气搅拌，以除去杂质，向树脂柱中加入10％Na2SO3溶液，搅动后静泡2h，放开底部阀门，放出解吸液，同时控制解吸液流速进行逆流洗脱，所用Na2SO3溶液的体积为柱内树脂体积的10倍，关闭底部阀门，停止解吸，此时树脂为红棕色；解吸时间控制在8h，解吸后的树脂用水洗数遍，充分搅拌，以除去杂质；加入5％NaClO再生液，搅动后静置浸泡1小时，再生液的体积与柱内树脂体积相当或稍多一些；再生温度为25℃；然后用再生液对树脂进行回流再生，树脂柱呈金黄色时，可重新使用；回流再生的时间为2小时；
(4)再生液中碘的回收：调节再生液pH值，使再生处理液pH值达到0.5之间，向上述溶液中缓慢加入10％Na2SO3溶液，使处理液逐步变为棕褐色混浊液，并产生碘泥沉淀，沉淀完全后静置4小时，将上清液倒出，下部的碘泥沉淀再加入Na2SO3溶液使之还原溶解，过滤除去杂质，把滤液和解吸液合并进行碘析及精制；上述每克干树脂吸附1g碘后即进行解吸和再生。
结合电化学方法控制氧化还原程度，对废液中的无机碘进行回收，并用次氯酸钠溶液氧化回收有机碘，回收后的废液中碘离子含量约为0.3％，再采用强碱性阴离子交换树脂对这部分碘进行富集回收。该法将碘酸根离子一步还原为碘单质，避免了先将碘酸根离子还原为碘离子再氧化成碘的繁复操作，节省了氧化剂和还原剂的用量，从而降低了成本。采用强碱性阴离子交换树脂对废液中的碘进行富集回收，吸附效果较好、效果较为理想，采用本方案对碘资源的回收再用可为工业生产带来很高的经济效益。

Claims (7)

1.一种回收碘的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)无机碘的回收：以铂电极为工作电极，甘汞电极为参比电极控制反应，将铂电极与甘汞电极插入废液中，外接ZF-3恒电位仪；
向其中缓慢滴加0.3mol/L的亚硫酸钠溶液并充分搅拌，记录还原剂加入量与溶液电极电位的变化；当电极电位产生突跃，表现在电极电位图上是一个突跃点时，停止向其中加入亚硫酸钠溶液；收集析出的碘；
(2)有机碘的回收：在上述反应后的废液中加入稀硫酸调节pH值在0.5～1.0，加入5％次氯酸钠氧化回收有机碘；
废液沉渣中加入1mol/L的碳酸钠溶液，并充分搅拌，碳酸钠溶液的加入量以沉淀物中的红棕色物质消失为准，过滤上述经碳酸钠处理后的溶液可直接得到碘单质；
(3)碘的富集：先用盐酸(5％)或氯化钠将树脂浸泡4小时，再用水洗数遍，然后装柱；
将收集的废液通过内装强碱性阴离子树脂的交换柱，进行交流吸附，柱高为11cm，流速控制在4mL/min；待离子交换柱内的树脂接近吸附饱和时，停止吸附，等待解吸；
将吸附饱和了的树脂柱反复水洗数次，并用空气搅拌，以除去杂质；
向树脂柱中加入10％Na2SO3溶液，搅动后静泡1～2h，放开底部阀门，放出解吸液，同时控制解吸液流速进行逆流洗脱，所用Na2SO3溶液的体积为柱内树脂体积的8-10倍；关闭底部阀门，停止解吸，此时树脂为红棕色；解吸后的树脂用水洗数遍，充分搅拌，以除去杂质；
加入NaClO再生液，搅动后静置浸泡1小时，再生液的体积与柱内树脂体积相当或稍多一些；然后用再生液对树脂进行回流再生，树脂柱呈金黄色时，可重新使用；
(4)再生液中碘的回收：调节再生液pH值，使再生处理液pH值达到0.5～1.5之间；
向上述溶液中缓慢加入10％Na2SO3溶液，使处理液逐步变为棕褐色混浊液，并产生碘泥沉淀；
沉淀完全后静置4小时，将上清液倒出，下部的碘泥沉淀再加入Na2SO3溶液使之还原溶解，过滤除去杂质，把滤液和解吸液合并进行碘析及精制。
2.如权利要求1所述的回收碘的方法，其特征在于：所述每克干树脂吸附1g碘后即进行解吸和再生。
3.如权利要求1所述的回收碘的方法，其特征在于：所述树脂吸附饱和的现象是柱底部的树脂呈现出黑亮色。
4.如权利要求1所述的回收碘的方法，其特征在于：所述解吸时间控制在6～8h，直到流出的解吸液不呈棕红色为止。
5.如权利要求1所述的回收碘的方法，其特征在于：所述回流再生的时间为2小时。
6.如权利要求1所述的回收碘的方法，其特征在于：所述NaClO再生液的浓度是5％。
7.如权利要求1所述的回收碘的方法，其特征在于：所述再生温度不宜超过30℃。
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