CN1066830A - 高纯碘化钠的提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高纯度碘化钠的提纯方法。该 方法是利用无机沉淀和有机沉淀的办法来除去NaI (TI)废料中的杂质元素。通过加入Na₂S、HI、 Ba(OH)₂、二苦胺、活性炭和草酸等无机和有机试 剂，使废料溶液，反复产生沉淀，从而除去溶液中种类 众多的杂质元素。该方法所得的NaI不仅纯度高， 且回收率高达95％以上，方法中所需试剂来源广泛、 价格便宜、适用于工业规模处理NaI废料。

Description

本发明涉及一种化学物质的提纯方法，具体地说，是碘化钠的提纯方法。

在生产NaI（Tl）晶体过程中，产生的碘化钠废料中含有不少杂质元素。为了回收废料中的NaI再用于生产NaI（Tl）晶体，必须除去这些杂质元素。在JP59-174521中公开了一种用四苯硼酸钠加氨（或NH⁺ ₃）的方法除去NaI中的钾，效果虽好，但只限除去一种元素，此外，加NH⁺ ₃后，使NaI的收率低。在SU431109中公开了用硫化物除铜的方法，对其他杂质元素的去除未涉及。在US3002811中公开了用HI酸化的办法，一次加大量的HI使pH为1或以下，该方法可除去一些杂质，但使一些在中性和碱性溶液中难溶的化合物不易除去，而且由于酸度大，不宜直接用于生产NaI（Tl）晶体，此外其产量也低。捷克专利237508中公开了一种从碘化钠废料中除去杂质从而提纯碘化钠的方法。该方法是把NaI（Tl）废料用纯水溶解后，用HI酸化至pH7，再加入Na₂S，使I₂→2I^-，并沉淀分离出Fe、Pb、Cu、Tl等的硫化物，最后再重结晶使NaI进一步纯化。但用该方法往往使一些难以分离的原子序数低的元素，如Mg、K、Ca等，在含量稍多时（如在20ppm以上），则不易除去，达不到生产NaI（Tl）结晶所需的要求。而且NaI的回收率也较低，不大于70%。

本发明目的是提供一种回收率高的高纯度碘化钠的提纯方法。

本发明是这样实施的，在NaI水溶液中加入Na₂S以除去Tl、Fe、Pb、Ag、Hg、Cu、Zn、Mn等。再加碘氢酸（HI）逐次将pH值调低，每调低1-2个pH值，出现沉淀，然后过滤，除去沉淀取上清液。直至pH降到6.0左右。每次沉淀除去的杂质元素各有不同。在整个调pH阶段，共除去的杂质元素有：Ni、Pb、Cr、Cu、Tl、Fe、Co、Be、Mn、Cd、UO₂、Sn、Se、Hg、Bi、Al、Zn和Y等。为了除去上述滤液中的SO^2- ₄，在滤液中加入Ba（OH）₂，过滤去沉淀。再在上清液中加入I₂除去硫。为了进一步除去Ca、Sr、Ba、Hg、La、Th、Y、S和过量的I₂，在溶液中加入草酸，经过滤，除去上述元素的草酸沉淀。然后在溶液中加二苦胺以除去K，使钾含量低于2ppm。最后在溶液中加活性炭，进一步除去残存的微量有机或无机杂质，使NaI溶液无色透明。将处理好的NaI溶液蒸发、烘干即可得纯度高的NaI产品，可用于NaI（Tl）的结晶。

本发明按如下步骤提纯NaI：

（1）用去离子水溶解碘化钠废料，使溶液达饱和或亚饱和状态，即比重为1.75～1.85。过滤后，难溶的碘化铊（TlI）作另外处理，滤出液中含NaI。

（2）于滤液中加入Na₂S溶液，放置1～3天，过滤，取滤液。加入20%Na₂S·9H₂O溶液量为1～3ml/l滤液，溶液pH为12～13。

（3）于（2）滤液中加入碘氢酸（HI），使滤液pH值逐级降至10～11.5、9～9.5、8～8.5、7～7.5、6～6.5，在各pH值，溶液均会产生沉淀，除去沉淀，留滤液。

（4）在（3）的最后滤液中加入Ba（OH）₂，除去沉淀，取滤液。Ba（OH）₂加入量是SO^2- ₄当量数的1～3倍。

（5）在（4）滤液中加I₂，溶液呈粉红色，过滤、留滤液。

（6）于（5）滤液中加草酸，至溶液pH为2～3，除去沉淀，取滤液。

（7）把溶液调至pH6.5～7，过滤去沉淀，再加二苦胺，加入量为0.5～1g/l，除去沉淀，取滤液。

（8）在（7）滤液中加活性炭，按1～2g/l量加。经蒸发，烘干就得高纯度的NaI产品。

经上述处理所得的NaI，完全符合生产NaI（Tl）晶体的要求，且方法易于实施，过程简单，回收率也高达90%以上。

本发明所处理的NaI废料主要来自生产NaI（Tl）晶体中产生的NaI废料。有的是在生产NaI（Tl）晶体卸炉时，从坩埚中倒出的余料;有的是NaI（Tl）晶体在机械切削时产生的碎末和料头。前者杂质种类多且量也多，后者杂质种类少、量也少。为此在实施过程中可视具体情况而减少处理步骤。

实施例1：

（1）将NaI（Tl）结晶的坩埚余料50kg用25升去离子水溶解，溶液比重为1.85，滤除沉淀，留取滤液。沉淀另作处理。

（2）向滤液内加20%Na₂S·9H₂O溶液150ml（分析纯），静置3天。滤去沉淀，取滤液。

（3）在（2）滤液中加HI（分析纯），使NaI溶液的pH由13下降到11，将出现沉淀的溶液静置2天，滤去沉淀。取滤液加HI使pH降至9～9.5，放置2天，滤去沉淀。取滤液加HI，使pH至8～8.5，放置1天，滤去沉淀。取滤液加HI至pH为7～7.5，放置1天，滤去沉淀。再在溶液中加HI，至pH为6～6.5，放置1天，过滤去沉淀，留滤液。

（4）在（3）的最后的滤液中加20gBa（OH）₂·8H₂O（分析纯），放置过夜，过滤去沉淀，取滤液。

（5）在（4）的滤液中加I₂，当溶液呈粉红色，放置过夜，过滤去沉淀，取滤液。

（6）在（5）的滤液中加入40g草酸（分析纯），放置过夜，过滤除去沉淀，取滤液。

（7）用NaOH（一级纯）调（5）滤液pH至6.5～7，放置过夜，过滤去沉淀，再加入20g二苦胺（分析纯），放置过夜，过滤去沉淀，取滤液。

（8）在（7）的滤液中加60g活性炭，待溶液呈无色透明，即去除活性炭。将溶液蒸发、烘干即可。

实施例2：

（1）将NaI切削废料25kg，用12升去离子水溶解，比重为1.8，把溶液的浮油撇去，再过滤，留滤液。

（2）在滤液中加入20%Na₂S·9H₂O溶液30ml，放置3天，过滤去沉淀，留滤液。

（3）在（2）的滤液中加HI调pH至7～7.5，放置1天，过滤，取滤液加HI使pH至6～6.5，放置1天，过滤去沉淀，留滤液。

（4）在（3）的滤液中加Ba（OH）₂10g，放置过夜，过滤，去沉淀，留滤液。

（5）在（4）的滤液中加I₂，溶液呈粉红色，放置过夜过滤去沉淀，留滤液。

（6）在（5）的滤液中加20g草取，放置过夜过滤去沉淀，取滤液。

（7）用NaOH将（6）的滤液调pH至6.5～7，放置过夜过滤去沉淀，再加10g二苦胺，放置过夜过滤去沉淀，留滤液。

（8）在（7）的滤液中加30g活性炭，待溶液无色透明，即除去活性炭，并蒸发、烘干即可。

所用试剂的纯度与例1相同。

对上述实施例中的产品进行分析，其中杂质元素的含量完全达到生产NaI（Tl）晶体的要求，且NaI的回收率均在95%以上。因此本发明的提纯方法是一种回收率高且纯度也高的方法。

Claims (3)

1、一种高纯度NaI的提纯方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

(1)用去离子水溶解碘化钠废料。使溶液比重为1.75～1.85，然后过滤，除去沉淀，留取滤液，

(2)于(1)滤液中加入Na₂S，加入量为20%Na₂S 9H₂O1～3ml/l滤液，过滤去沉淀，留滤液，

(3)于(2)滤液中加入碘氢酸(HI)，使滤液pH值逐级降至10～11.5、9～9.5、8～8.5、7～7.5、6～6.5，在各级pH值，溶液均会产生沉淀，依次进行过滤，留滤液，

(4)在(3)的最后滤液中加入Ba(OH)₂，过滤去沉淀，留滤液，Ba(OH)₂加入量是SO^2- ₄当量数的1～3倍，

(5)在(4)的溶液中加I₂，溶液呈粉红色，过滤去沉淀，留滤液，

(6)于(5)的滤液中加草酸，至溶液pH为2～3，除去沉淀，取滤液，

(7)把(6)滤液调pH至6.5～7，过滤去沉淀再加二苦胺，加入量为0.5～1g/l，过滤除去沉淀取滤液，

(8)在(7)滤液中加活性炭，按1～2g/l量加入，待溶液呈无色透明即除去活性炭，溶液进行蒸发烘干。

2、如权利要求1所述的碘化钠提纯方法，其特征在于碘化钠废料是NaI（Tl）晶体生产过程中坩埚中的余料和晶体切削时所得的废料。

3、如权利要求1所述的碘化钠提纯方法，其特征在于步骤（2）中产生的沉淀溶液要静置1～3天。