CN103130185B - 一种从海带水中提碘的环保新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从海带水中提碘的环保新工艺，包括下列步骤：(1)定量原料液调节pH值；(2)根据料液中含碘量，定量向该部分料液中添加氧化剂；(3)再继续向料液中添加双氧水；(4)另取5-6倍于上述量的原料液，调节pH值，与上述氧化后料液充分混合反应；(5)利用空气吹出法将混合后料液中的碘吹出；(6)调节提碘后废水pH值至中性；(7)溶液吸收吹出空气中的碘；(8)吸收液中的碘解析。本发明采用了二步氧化法解决了双氧水分解的问题，极大的提高了双氧水的利用效率，为我国海带水提碘生产提供一条切实可行的环保新工艺。

Description

一种从海带水中提碘的环保新工艺

技术领域

本发明涉及一种从海带水中提碘的环保新工艺，属于环保、化工技术领域。

背景技术

海带加工是我国水产养殖行业支柱型产业之一，海带年产量在80万吨左右，海带中的碘是我国重要的碘资源之一，同时也是一种宝贵的战略物质，应用于许多行业。目前我国以海带为原料的提碘资源主要为海带水，其又分为两个部分：一是海藻化工海带浸泡水，含碘量约为150-300ppm，二是鲜海带漂烫废水，含碘量约为300-600ppm。目前的碘提取工艺主要包括：料液净化、酸化、氧化、离子交换或空气吹出提取、吸收液解析、离心净化、得到粗碘产品。然而传统的氧化剂普遍具有使用上的缺陷，同时会造成环保污染，亟待进一步改进。

传统的碘提取工艺中采用的氧化剂主要有亚硝酸钠、氯气、双氧水或次氯酸钠和亚硝酸钠混合使用。以亚硝酸钠作为氧化剂在使用过程中不仅会产生NO有毒气体，影响现场工作人员健康，排放污染周边大气，而且由于需要过量氧化剂保证氧化完全，因此不可避免的产生氧化剂残留，造成提碘后废水排放污染；以次氯酸钠作为氧化剂由于其呈碱性，在使用过程中消耗较多的盐酸，并且造成pH值波动，使用不方便且易于使用过量导致过氧化响产率，因此在使用过程中一般采用先用次氯酸钠氧化再以亚硝酸钠补充的方法，后者又造成了前述的亚硝酸钠过量的问题；氯气氧化法是早期提碘工艺采用的方法，但是由于氯气使用过程中毒性较大，已经不再采用；双氧水是一种环境友好的氧化剂，理论上也可以将溶液中的I^-氧化为I₂单质，但是在实际应用中由于双氧水在I^-和I₂存在的情况下不稳定并且加速分解，从而导致在I^-浓度较高的溶液中无法使I完全氧化为碘单质，限制了其在海藻水提碘生产中的应用。

双氧水氧化方法在我国贵州大学与瓮福集团有限公司合作进行磷矿提碘生产中得到应用，并申请或获得授权多项专利，如：“从含碘磷矿石生产过程中产生的稀磷酸内提取碘的方法”(申请号2005100030582)，“一种从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的方法”(申请号200810302681)等，但氧化反应需在五氧化二钒(V₂O₅)催化下进行，五氧化二钒作为一种有毒物质也会造成一定的环保隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种从海带水中提碘的环保新工艺，该工艺解决了双氧水在碘溶液中易分解的问题，并且不需要引入新的催化剂，解决了提碘工艺由于氧化剂造成的污染问题，并且工艺操作方便，生产成本低，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种从海带水中提碘的环保新工艺，包括下列步骤：(1)、定量原料液调节pH值；(2)、根据料液中含碘量，定量向该部分料液中添加氧化剂；(3)、再继续向料液中添加双氧水；(4)、另取5-6倍于上述量的原料液，调节pH值，与上述氧化后料液充分混合反应；(5)、利用空气吹出法将混合后料液中的碘吹出；(6)、调节提碘后废水pH值至中性；(7)、溶液吸收吹出空气中的碘；(8)、吸收液中的碘解析；

具体包括以下步骤：

(1)、定量原料液调节pH值：定量取海带水原料，向原料中加入浓度为30-36％的工业盐酸，将其pH值调节至0.5-2.5；

(2)、根据料液中含碘量，定量向该部分料液中添加氧化剂：向调节pH值后的海带水中加入氧化剂，使其中大部分I^-转化为I₂，加入的氧化剂为NaNO₂、NaClO或者二者的联用，氧化剂的添加量根据原料中总含碘量调节，保证总碘量80％被氧化，不需要足量氧化；；

(3)、再向料液中添加双氧水使I₂过氧化形成IO₃ ^-：在充分搅拌的情况下，向步骤(2)中的料液加入双氧水进行过氧化反应，调节料液刚好至基本无色，滴加淀粉不变蓝，即代表过氧化完全，双氧水的添加量根据原料中总含碘量调节，需要保证料液中的碘均被过氧化；

(4)、另取5-6倍于上述量的原料液，调节pH值，与上述部分料液充分混合反应：另取原料液，其体积5-6倍于步骤(2)中的料液量，调节pH值至1.5-2.5，与步骤(3)中的液充分混合反应，使IO₃ ^-与I^-充分反应生成I₂单质；

(5)、利用空气吹出法将混合后料液中的碘吹出：根据原料情况，利用空气将海带水中氧化后产生的碘吹出，吹出塔温度应保持在40-60℃，吹出空气和液体的体积比例是300-1000∶1；

(6)、调节提碘后废水pH值至中性：反应完毕后加入Ca(OH)₂或CaCO₃调节废水pH值至5.5-6.5；

(7)、溶液吸收吹出空气中的碘：使用浓度为1-10％的NaOH或Na₂SO₃溶液作为吸收液吸收吹出空气中的分子碘；

(8)、吸收液中的碘解析：对吸收液进行酸化氧化或还原酸化氧化，使吸收液中的碘析出；

本发明的有益效果是：

1、本发明采用新型氧化方式将环保型双氧水应用到海带水中碘的提取，极大降低了原有氧化方式造成的污染，提高了生产的环保性。

2、本发明采用了二步氧化法解决了双氧水分解的问题，将在I^-浓度较高条件下不稳定的双氧水转化为稳定的HIO₃，极大的提高了双氧水的利用效率，降低了生产成本，为双氧水在提碘工艺上的应用提供了一条切实可行的方法。

3、本发明采用定量氧化反应的方法，在保证生产收率不受影响的同时，充分降低了原料消耗，节约了生产成本。

4、本发明消耗低、易于操作、实用性强，为我国海带水提碘生产提供一条切实可行的环保新工艺。

具体实施方式

实施例1

干海带浸泡水1m³，其中含碘量在150ppm，水温15℃。加入浓度为30％的工业盐酸调节海带水pH值至0.5；向调节pH值后的海带水中加入NaNO₂0.1Kg，溶液变为红色；再边搅拌边加入0.8Kg双氧水，至料液红色消失，滴加淀粉不变蓝，证明过氧化完全；另取5m³原料液，调节pH值至1.5，与上述氧化后料液充分混合反应；将酸化氧化后的料液输入空气吹出塔，吹出塔的温度为40℃，直接输入加热空气将氧化产生的分子碘吹出，吹至液体为淡黄色，取样，加入少量NaNO₂无颜色变化，证实基本吹出完全，吹出空气和液体的体积比例为300∶1；反应完毕后加入Ca(OH)₂调节废水pH值至5.5；使用废气吸收塔处理吹出后的空气，吸收液是浓度为1％的NaOH溶液15L，循环吸收吹出后的含碘气体中的分子碘；吸收完成后，吸收液中碘含量达到10.2％，向吸收液中先加入盐酸调节至中性，再加入浓硫酸调节pH值至1.2，并分3天平均将0.6Kg氧化剂KClO₃加入溶液中使碘缓慢析出，再经离心过滤分离即得到成品粗碘1.3Kg，碘纯度为95.0％。

实施例2

鲜海带漂烫水1m³，其中含碘量在720ppm，水温75℃。加入浓度为36％的工业盐酸调节海带水pH值至2.5；向调节pH值后的海带水中加入NaNO20.7Kg，溶液变为红色；再边搅拌边加入6.0Kg双氧水，至料液红色消失，滴加淀粉不变蓝，证明过氧化完全；另取6m³原料液，调节pH值至2.5，与上述氧化后料液充分混合反应；将酸化氧化后的料液输入空气吹出塔，吹出塔的温度为60℃，直接输入大量加热空气将氧化产生的分子碘吹出，吹至液体为淡黄色，加入少量NaNO₂无颜色变化，证实基本吹出完全，吹出空气和液体的体积比例为1000∶1；反应完毕后加入CaCO₃调节废水pH值至6.5；使用废气吸收塔处理吹出后的空气，吸收液是浓度为10％的Na₂SO₃溶液15L，循环吸收吹出后的含碘气体中的分子碘；吸收完成后，吸收液中碘含量达到11.3％，向吸收液中加入浓硫酸调节pH值至1.2，并分3天平均将0.7Kg氧化剂KClO₃加入溶液中使碘缓慢析出，再经离心过滤分离即得到成品粗碘1.42Kg，碘纯度为96.0％。

实施例3

干海带浸泡水1m³，其中含碘量在150ppm，水温15℃。加入浓度为30％的工业盐酸调节海带水pH值至1；向调节pH值后的海带水中加入NaClO0.1Kg，溶液变为红色；再边搅拌边加入0.8Kg双氧水，至料液红色消失，滴加淀粉不变蓝，证明过氧化完全；另取5m³原料液，调节pH值至2，与上述氧化后料液充分混合反应；将酸化氧化后的料液输入空气吹出塔，吹出塔的温度为50℃，直接输入加热空气将氧化产生的分子碘吹出，吹至液体为淡黄色，取样，加入少量NaNO₂无颜色变化，证实基本吹出完全，吹出空气和液体的体积比例为500∶1；反应完毕后加入Ca(OH)₂调节废水pH值至6；使用废气吸收塔处理吹出后的空气，吸收液是浓度为1％的Na₂SO₃溶液15L，循环吸收吹出后的含碘气体中的分子碘；吸收完成后，吸收液中碘含量达到10.2％，向吸收液中先加入盐酸调节至中性，再加入浓硫酸调节pH值至1.2，并分3天平均将0.65Kg氧化剂KClO₃加入溶液中使碘缓慢析出，再经离心过滤分离即得到成品粗碘1.4Kg，碘纯度为95.0％。

实施例4

鲜海带漂烫水1m³，其中含碘量在720ppm，水温75℃。加入浓度为30％的工业盐酸调节海带水pH值至2；向调节pH值后的海带水中加入NaClO0.7Kg，溶液变为红色；再边搅拌边加入6.0Kg双氧水，至料液红色消失，滴加淀粉不变蓝，证明过氧化完全；另取6m³原料液，调节pH值至2.5，与上述氧化后料液充分混合反应；将酸化氧化后的料液输入空气吹出塔，吹出塔的温度为60℃，直接输入大量加热空气将氧化产生的分子碘吹出，吹至液体为淡黄色，加入少量NaNO₂无颜色变化，证实基本吹出完全，吹出空气和液体的体积比例为1000∶1；反应完毕后加入CaCO₃调节废水pH值至6.5；使用废气吸收塔处理吹出后的空气，吸收液是浓度为10％的NaOH溶液15L，循环吸收吹出后的含碘气体中的分子碘；吸收完成后，吸收液中碘含量达到11.3％，向吸收液中加入浓硫酸调节pH值至1.2，并分3天平均将0.7Kg氧化剂KClO₃加入溶液中使碘缓慢析出，再经离心过滤分离即得到成品粗碘1.35Kg，碘纯度为96.0％。

Claims (1)

1.一种从海带水中提碘的环保新工艺，其特征在于，包括下列步骤：(1)、定量原料液调节pH值；(2)、根据料液中含碘量，定量向该部分料液中添加氧化剂；(3)、再继续向料液中添加双氧水；(4)、另取5-6倍于上述量的原料液，调节pH值，与上述氧化后料液充分混合反应；(5)、利用空气吹出法将混合后料液中的碘吹出；(6)、调节提碘后废水pH值至中性；(7)、溶液吸收吹出空气中的碘；(8)、吸收液中的碘解析；

具体包括以下步骤：

(1)、定量原料液调节pH值：定量取海带水原料，向原料中加入浓度为30-36％的工业盐酸，将其pH值调节至0.5-2.5；

(2)、根据料液中含碘量，定量向该部分料液中添加氧化剂：向调节pH值后的海带水中加入氧化剂，使其中大部分I^-转化为I₂，加入的氧化剂为NaNO₂、NaClO或者二者的联用，氧化剂的添加量根据原料液中总含碘量调节，保证总碘量80％被氧化，不需要足量氧化；

(3)、再向料液中添加双氧水使I₂过氧化形成IO₃ ^-：在充分搅拌的情况下，向步骤(2)中的料液加入双氧水进行过氧化反应，调节料液刚好至基本无色，滴加淀粉不变蓝，即代表过氧化完全，双氧水的添加量根据原料液中总含碘量调节，需要保证料液中的碘均被过氧化；

(4)、另取5-6倍于上述量的原料液，调节pH值，与上述部分料液充分混合反应：另取原料液，其体积5-6倍于步骤(2)中的料液量，调节pH值至1.5-2.5，与步骤(3)中的料液充分混合反应，使IO₃ ^-与I^-充分反应生成I₂单质；

(5)、利用空气吹出法将混合后料液中的碘吹出：根据原料液情况，利用空气将海带水中氧化后产生的碘吹出，吹出塔温度应保持在40-60℃，吹出空气和液体的体积比例是300-1000∶1；

(6)、调节提碘后废水pH值至中性：反应完毕后加入Ca(OH)₂或CaCO₃调节废水pH值至5.5-6.5；

(7)、溶液吸收吹出空气中的碘：使用浓度为1-10％的NaOH或Na₂SO₃溶液作为吸收液吸收吹出空气中的分子碘；

(8)、吸收液中的碘解析：对吸收液进行酸化氧化或还原酸化氧化，使吸收液中的碘析出。