JPH04310502A - 元素状ヨウ素の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の酸化状態のヨウ
素を含有する原料から元素状ヨウ素の製造に関する。

【０００２】

【従来の技術】これら原料の重要なグループは、ヨウ素
をヨウ化アルカリ類（例えばＮａＩまたはＫＩ）または
ヨウ化アルカリ土類（ＭｇＩ２またはＣａＩ２）のよう
なヨウ化物塩類の形態で含有する。他の重要なグループ
は、ヨウ素をヨウ素酸アルカリ類（例えばＮａＩＯ３ま
たはＫＩＯ３）またはヨウ素酸アルカリ土類（例えばＭ
ｇ（ＩＯ３）２またはＣａ（ＩＯ３）２）のようなヨウ
素酸塩類の形態で含有する。最近になってヨウ化物類と
ヨウ素酸塩類とを同時に含有する第三の原料のグループ
が関心を集めている。元素状ヨウ素を清澄な非粒子溶液
から製造する方法またはこれらの原料を抽出する方法は
当業者間でよく知られている。このような方法は、例え
ば、Ｂａｉｌａｒ，Ｊ．Ｃ．ｅｔ　ａｌ．（編集者）：
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　Ｃ
ｈｅｍｉｓｔｒｙ　（Ｖｏｌｕｍｅ　２，Ｐｅｒｇａｍ
ｏｎ　Ｐｒｅｓｓ，Ｏｘｆｏｒｄ，Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ，
Ｔｒｏｎｔｏ，Ｓｙｄｎｅｙ，Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉ
ｇ），Ｅｌｖｅｒｓ，Ｂ．ｅｔ　ａｌ．（編集者）：Ｕ
ｌｌｍａｎｎ’ｓ　Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　（Ｖｏｌ
ｕｍｅ　Ａ１４，５．発行，１９８９，Ｖｅｒｌａｇ　
Ｃｈｅｍｉｅ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ）　および　Ｋｉｒｋ
−Ｏｔｈｍｅｒ：　Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　（Ｖｏｌｕ
ｍｅ　１３，３．発行，１９８１，Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅ
ｙ　＆Ｓｏｎｓ，　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ，Ｃｈｉｃｈｅｓ
ｔｅｒ，Ｂｒｉｓｂａｎｅ，Ｔｒｏｎｔｏ）のような化
学書に更に引照を付して記述されている。

【０００３】ヨウ素の製法で、酸性化過程に適す酸類は
引用文献に記載されている。使用する濃度は当業者間で
は周知である。

【０００４】このような方法を固体原料で開始する場合
には、原料をまず抽出しさらに処理して非粒子溶液とす
る。

【０００５】この発明の説明文中の用語“非粒子溶液”
（ｎｏｎ−ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ
）は１％（重量／重量）以上の固形分を含有しない溶液
として理解されるものであり、固体分をそれ以上の量含
む“スラリー”または“パルプ”と相異する。

【０００６】これら方法の一つは塩水からのヨウ化物類
の回収である。初めに水溶液原料を濾過または当業者間
に知られている同等の他の手段により清澄にする。清澄
な溶液をまず酸性とし、次に塩素またはオゾンもしくは
過酸化水素のような他の酸化剤で処理する。このような
酸化剤は当業者間でよく知られている。それから元素状
ヨウ素を反応混合物から分離するが、その方法はヨウ素
の濃度により決められる。

【０００７】ヨウ素の濃度が０．３ｇ／ｌ以上の場合に
は、ヨウ素　を反応混合物から浮遊法または濾過法によ
り回収できる。母液にはまだ相当量のヨウ素が含まれる
。

【０００８】ヨウ素の濃度が低い場合（ヨウ素が０．３
ｇ／ｌ以下）には、ケロセンのような有機溶媒を使用し
て溶液からヨウ素を抽出する。この方法はまた上記母液
からヨウ素を単離するのに使用する。有機溶媒の使用は
　有機溶媒による火災の危険または地下水の汚染等の環
境および職業上の災害をもたらす。

【０００９】過剰のヨウ素が存在する場合には、錯体、
Ｉ３−イオンが形成し、ヨウ素をアニオン交換樹脂を使
用して抽出する。次いでアルカリ性水溶液によりヨウ素
を樹脂から溶出できる。その後洗浄液を酸性にしてヨウ
素を単離する。

【００１０】ヨウ素がヨウ素酸塩の状態で存在する場合
には異なる種類の方法を使用する。それらの方法は、前
もって酸性にしたヨウ素酸塩イオン含有溶液に還元剤を
反応させる。適当な還元剤の例は二酸化硫黄（ＳＯ２）
、硫化ナトリウムもしくは二硫化カリウムなどの硫化物
またはチオ硫酸ナトリウムなどのチオ硫酸塩である。ヨ
ウ素はヨウ酸塩として鉱物類または硝石製造の選鉱くず
石などの各種原料源に含まれている。これらの原料は主
にヨウ素酸塩を、水に難溶（１５℃で２ｇ／ｌ）のヨウ
素酸カルシウムとして含有している。したがって多量の
水を使用する必要があり、反応生成物は希薄溶液中に生
成する。原料の抽出は多量の水を伴う極めて時間を消費
する過程であり、固定ビード　リーチングによるかまた
はかくはん　機もしくはハイドロサイクロンを使用する
可動床で行われるがそれらは多量のエネルギーを必要と
する。このように全工程は極めて面倒である。抽出物は
更に沈降、濾過または遠心分離により固型分より分離す
る必要があるので工程はますます面倒なものとなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これらのいずれの方法
も初めの溶液は清澄であり実質的に固形が含まれないこ
とが要求される。もしも原料の水性懸濁が使用できたな
らば、上記欠点の多くを回避できることになる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、種々の酸化状
態にあるヨウ素を含有する塩類から、溶媒に水を使用し
て元素状ヨウ素を製造するための改良法に関し、懸濁し
た原料を処理する方法であることを特徴とする。即ち原
料を固形分が５から８０％（重量／重量）のスラリーま
たはパルプとして取り扱う。その上限はパルプの流動性
および装置内の原料の可動性により指定される。特に好
ましい範囲は固形分が１０から５０％（重量／重量）に
ある。

【００１３】反応スラリーを酸性とするのに適した酸は
当業者間で知られている。硫酸（好ましくは４から９０
％（重量／重量）の濃度）が酸性化剤として好ましい。

【００１４】例えば　カリチエ、硝石生産の残余物また
は他のヨウ素酸塩含有鉱物などヨウ素酸塩の形態でヨウ
素を含有する固体原料を水と混合し固形分が５から７０
％（重量／重量）から成るスラリーまたはパルプとし、
それは適度の酸性化の後、装置にポンプで揚げることが
できる。第一の反応器では懸濁液を二酸化硫黄または上
記に定義した同等の還元剤と反応させ、全てのヨウ素酸
塩をヨウ化物に変化させる。次ぎにこの原料をポンプで
第二の反応器に送り、そこで塩素または上記に定義した
同等の酸化剤と反応させる。全てのヨウ化物を元素状ヨ
ウ素に転換してから懸濁液をポンプでブローアウト塔に
送り、そこで懸濁液に空気を吹き込みヨウ素を空気の流
れに追い出す。吸着塔で空気流からヨウ素を回収する。 当業者間でよく知られている工程である。最後にヨウ素
は当業者間で知られている方法により精製してもよい。

【００１５】本発明の他の実施態様では、ヨウ素酸塩類
としてヨウ素を含む原料を同様に水に懸濁し、酸性とし
、二酸化硫黄または上記した還元剤と反応させる。次ぎ
に生じたヨウ化物と、酸性化はしたがその他は未処理の
原料の懸濁液の流れからのヨウ素酸塩と反応させる。 このようにすると元素状ヨウ素は塩素またはその他の酸
化剤の費用を付加せずに生成する。ヨウ化物の全てが反
応して元素状ヨウ素を生じるように原料の懸濁液をヨウ
素含有懸濁液に対し測量する。この反応と化学量論式は
ヨウ素滴定で使用されており、当業者間で知られている
ことである。

【００１６】上記に説明した二つの型の方法では、全体
の方法を変えることを必要とせずに原料のヨウ素酸塩に
ヨウ化物塩が随伴することができる。

【００１７】本発明の特に好ましい実施態様では、ヨウ
素を除去した懸濁液が清澄であり水は工程に戻すので水
の使用は経済的になる。

【００１８】固体原料がヨウ化物塩類の形態でヨウ素を
含有する場合には、上記記載の方法から還元過程を省略
するので短縮化できる。ヨウ化物塩を天然の懸濁液にか
ん水として溶解している場合には、この懸濁液を事前の
清澄化を行わずに使用することができる。

【００１９】

【作用】上記に概説した基本的発明のいずれの変形法も
工程は密閉系で実施できるのでヨウ素による環境の汚染
を回避できる。環境の汚染は、本発明による方法が有機
溶媒を使用する抽出過程を含まないので更に回避される
。最後に本発明による方法は、原料を濃いパルプまたは
スラリーとして扱い、水の多くはヨウ素のブローイング
　アウト後残余物を簡単に沈降または濾過して容易に再
使用できるので、従来の方法より遥かに少ない水で済む
。

【００２０】

【実施例】以下の実施例および図面は本発明を説明する
ためのものであり、本発明の範囲を限定するものではな
い。当業者ならこの出願に開示した発明を最大限に使用
できる。

【００２１】図１はヨウ素酸塩含有固体原料（１）を工
程水貯蔵槽（２）の水および貯蔵槽（１７）の酸と混合
槽（３）で混合する工程の流れ図を示す。得られたスラ
リーをポンプでＳＯ２−反応槽（５）に送り、そこで原
料のヨウ素酸イオン　をＳＯ２−貯蔵槽（４）のＳＯ２
　と反応させヨウ化物イオンを得る。次にそのヨウ化物
を含有する懸濁液をポンプにより塩素−反応槽（７）に
送り、そこでヨウ化物イオンを塩素貯蔵槽（６）の塩素
と反応させ元素状ヨウ素を得る。更に得られた懸濁液を
ポンプによりブローアウト塔（８）に送り、そこで懸濁
液の中に空気を泡立たせて懸濁液からヨウ素を追い出す
。 ヨウ素含有空気流を吸着塔（９）に集め、そこでヨウ素
を単離する。後に残った排出懸濁液を廃物容器（１０）
に集めてから処分する。

【００２２】図２は図１に類似した工程の流れ図を示す
。ここでもヨウ素酸塩含有固体原料（１）を工程水貯蔵
槽（２）の水および貯蔵槽（１７）の酸と混合槽（３）
で混合する。原料はヨウ素酸塩類に加えてヨウ化物塩類
も含有していてよい。得られたスラリーをポンプでＳＯ
２−反応槽（５）に送り、そこで原料のヨウ素酸イオン
　をＳＯ２−貯蔵槽（４）のＳＯ２　と反応させヨウ化
物イオンを得る。次にヨウ化物を含有する懸濁液をポン
プにより反応槽（１５）に送り、そこでポンプによりラ
イン（１１）を通した懸濁液の一部（３）と混合する。 このようにしてヨウ化物イオンと懸濁液に含まれるヨウ
素酸イオンとを反応させて元素状ヨウ素を得る。更に得
られた懸濁液をポンプによりブローアウト塔（８）に送
り、そこで懸濁液の中に空気を泡立たせてヨウ素を懸濁
液から追い出す。ヨウ素含有空気流を吸着塔（９）に集
め、そこでヨウ素を単離する。後に残った排出懸濁液を
廃物容器（１０）に集めてから処分する。

【００２３】図３は第一の過程が図２と本質的に同一で
ある工程の流れ図を示す。その改良点は、後に残った排
出懸濁液を分離器（例えば濾過装置（１２））により処
理したことであり、酸工程を経た水の多くをポンプによ
りライン（１４）を通し工程水貯蔵槽（２）に戻すこと
ができるようになる。湿った固体廃棄物のみを廃物容器
（１３）に集めてから処分する。

【００２４】図４はヨウ化物含有液体原料（１６）が事
前の清澄化を経ずに懸濁液として使用できる場合の工程
の流れ図を示す。原料を貯蔵槽（１７）の酸と共にポン
プで塩素−反応槽（７）に送り、そこでヨウ化物イオン
を塩素貯蔵槽（６）の塩素と反応させ元素状ヨウ素を得
る。更に得られた懸濁液をポンプによりブローアウト塔
（８）に送り、そこで懸濁液の中に空気を泡立たせて懸
濁液からヨウ素を追い出す。ヨウ素含有空気流を吸着塔
（９）に集め、そこでヨウ素を単離する。後に残った排
出懸濁液を廃物容器（１０）に集めてから処分する。

【００２５】以下の実施例は本発明の好ましい実施態様
をより詳細に示す。

【００２６】実施例１ この実施例には図１に概略記した装置を使用した。ヨウ
素酸塩を含む粉砕した原料と水を混合し２０％（重量／
重量）の固形分を含有するスラリーを得た。硫酸（２５
％（重量／重量））を使用しｐＨを調節した。ｐＨ０．
５から３．０のこのスラリーをポンプによりピストン流
れ反応器（ＳＯ２−反応槽）に一時間につき約２トンの
速度で送った。このスラリーに二酸化硫黄を注入した。 反応は常温（１８から２５℃）で行った。反応が終了し
たらスラリーを第二のピストン流れ反応器（塩素反応槽
）にポンプにより送った。この槽で塩素をスラリーに注
入し元素状ヨウ素を得た。ここからスラリーをポンプに
より高さ９ｍ，直径０．８ｍのブローアウト塔に送った
。この塔で定常の空気流をスラリーに注入した。空気は
塔の頭部から流出し、空気は当初スラリーに含まれてい
たヨウ素の９０％を含有していた。排出スラリーは処分
し、ヨウ素を含有する空気流は吸着塔（大きさは高さ５
．５ｍ、直径０．８ｍ）に送った。ここでヨウ素を単離
し更に精製に向けた。

【００２７】実施例２ この実施例には図３に概略記した装置を使用した。ヨウ
素酸塩およびヨウ化物塩を含む粉砕した原料と水を混合
し３０％（重量／重量）の固形分を含有するスラリーを
得、ｐＨ０．５から３．０の酸性にした。硫酸（２５％
（重量／重量））を使用してｐＨを調節した。このスラ
リーの一部をポンプによりピストン流れ反応器（ＳＯ２
−反応槽）に一時間につき約２トンの速度で送った。こ
のスラリーに二酸化硫黄を注入した。反応は常温（１８
から２５℃）で行った。反応が終了したらスラリーを他
の流れ反応器（反応槽）にポンプにより送った。この　
反応器で、初めのスラリーの残りとＳＯ２　と反応させ
たスラリーとを混合し、元素状ヨウ素を得た。ここから
スラリーをポンプにより高さ９ｍ，直径０．８ｍのブロ
ーアウト塔に送った。この塔では定常の空気流をスラリ
ーに注入した。空気は塔の頭部から流出し、空気は当初
スラリーに含まれていたヨウ素の９０％を含有していた
。 ヨウ素を含有する空気流は吸着塔（大きさは高さ５．５
ｍ、直径０．８ｍ）に送った。ここでヨウ素を単離し更
に精製に向けた。排出スラリーは振動スクリーンを備え
た濾過装置を使用して水の大部分と分離した。湿った固
形分は処分し、液体は工程に戻し乾燥原料を懸濁するの
に使用できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＯ２及びＣｌ２を使用してヨウ素酸塩含有固
体原料から元素状ヨウ素を生産するプロセスフロー図で
ある。

【図２】ＳＯ２を使用してヨウ素酸塩含有固体原料から
元素状ヨウ素を生産するプロセスフロー図である。

【図３】ＳＯ２を使用し、プロセス水を循環してヨウ素
酸塩含有固体原料から元素状ヨウ素を生産するプロセス
フロー図である。

【図４】ＳＯ２を使用し、プロセス水を循環してヨウ化
物含有液体原料から元素状ヨウ素を生産するプロセスフ
ロー図である。

【符号の説明】

１　　　　ヨウ素酸塩含有固体原料 ２　　　　工程水貯蔵槽 ３　　　　混合槽 ４　　　　ＳＯ２−貯蔵槽 ５　　　　ＳＯ２−反応槽 ６　　　　塩素貯蔵槽 ７　　　　塩素−反応槽 ８　　　　ブローアウト塔 ９　　　　吸着塔 １０　　　　廃物容器 １１　　　　ライン １２　　　　濾過装置 １３　　　　廃物容器 １４　　　　ライン １５　　　　反応槽 １６　　　　ヨウ化物含有液体原料 １７　　　　貯蔵槽

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　種々の酸化状態にあるヨウ素を含む塩
   類から、還元剤または酸化剤を使用し、溶媒として水を
   使用して元素状ヨウ素を製造する方法であり、懸濁状の
   原料により実施されることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】　　ヨウ素が二つの酸化状態、即ちヨウ化
   物およびヨウ素酸塩類の混合物として存在することから
   成る請求項１の方法。
3. 【請求項３】　　ヨウ素がヨウ素酸塩類として存在し、
   まずヨウ化物類が還元剤を使用して形成されることから
   成る請求項１の方法。
4. 【請求項４】　　還元剤が二酸化硫黄または亜硫酸塩、
   亜硫酸水素塩、二亜硫酸塩などの硫黄系酸の塩であるこ
   とから成る請求項３の方法。
5. 【請求項５】　　還元剤がチオ硫酸塩であることから成
   る請求項３の方法。
6. 【請求項６】　　ヨウ素化合物がヨウ化物塩類から成り
   、ヨウ素が酸化剤を使用して形成されることから成る請
   求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
7. 【請求項７】　　酸化剤が塩素、オゾンおよび、または
   過酸化水素などの過酸化物含有化合物の群から選ばれる
   ことから成る請求項６の方法。
8. 【請求項８】　　酸化剤がヨウ素酸塩であることから成
   る請求項６の方法。
9. 【請求項９】　　溶媒として使用される工程用水が工程
   に再循環されることから成る請求項１ないし８のいずれ
   かに記載の方法。