离子交换法从次氧化锌粉碱洗脱氯液中提取粗碘的试验研究资料.doc

离子交换法从次氧化锌粉碱洗脱氯液中提取粗碘的试验研究 张吉和，钱雪娇，白梦琦 （红河锌联科技发展有限公司技术中心，云南个旧 661011） 摘要：采用大孔径强碱性阴离子交换树脂D201从次氧化锌粉碱洗脱氯液中提取粗碘，研究了碱洗脱氯液预处理及氧化、D201树脂吸附洗脱及再生、富碘液析碘的工艺过程。试验结果表明，采用离子交换法提碘，富碘液碘离子富集比高达94.1倍，提取回收率可达93.0%。 关键词：提取；粗碘；离子交换；D201树脂 碘被称为生命元素、智慧元素，广泛应用于医药、农业、食品等诸多领域。目前，中国约有64%的碘需要进口，国内产能远不能满足市场需求。随着经济的发展，碘的供需矛盾将更加突出[1]。碘的提取方法主要有空气吹出法、离子交换法和活性炭吸附法[2]，从20世纪90年代起，国内新建碘生产厂因原料含碘较低而多为离子交换法[3]，而离子交换法采用树脂也多为强碱性阴离子交换树脂，如凝胶型717树脂，大孔型D201树脂，大孔型D235树脂[4][5][6][7]，生产工艺技术较为成熟。 集团公司个旧基地次氧化锌粉碱洗脱氯液含碘老区约230mg/L，新区约450mg/L，按碱洗脱氯液产能老区150m3/d，新区250m3/d计，老区月可产碘约1035kg，新区约3375kg，累计4410kg，价值110万，年可实现产值超千万，回收利用的社会及经济效益显著。次氧化锌粉碱洗脱氯液，是一种高杂、富钾、富碘的人工盐卤，采用离子交换法提取粗碘鲜见生产研究报道，特此展开探索。 1 试验 1.1 试验原料 试验原料为集团公司个旧基地新区碱洗车间现场生产的碱洗脱氯液，弱碱性，淡黄色液体，密度ρ=1.10g/mL，化学分析结果如表1示： 表1 次氧化锌粉碱洗脱氯液化学分析结果 项目 Na＋ K＋ Cl－ SO42－ H2O I－ NaOH 含量，g/L 58.89 13.85 85.80 23.79 0.492 0.42 耶涅克指数，% 87.82 12.18 83.00 17.00 3497 项目 Zn2＋ Pb2＋ Cd2＋ F－ As CODOH-KI 含量，g/L 0.043 0.020 0.014 1.12 0.00073 0.326 耶涅克指数计算只考虑钾钠氯硫酸根的水盐体系，其它杂质未考虑。 化学需氧量按《HJ/T132-2003 高氯废水 化学需氧量的测定》测定。 1.2 试验试剂 1.2.1 硫酸 %H2SO4≥98.0 工业级 1.2.2 聚合氯化铝 %Al2O3≥27.0 工业级 1.2.3 聚合硫酸铁 %TFe≥18.5 工业级 1.2.4 聚合氯化铝铁 %Al2O3≥29.0 %TFe≥3.0 工业级 1.2.5 氢氧化钠 %NaOH≥98.0 工业级 1.2.6 聚丙酰胺 69203# 工业级 1.2.7 双氧水 %H2O2≥30.0 分析纯 1.2.8 强碱性阴离子交换树脂 D201 氯型 工业级 1.2.9 无水亚硫酸钠 分析纯 1.2.10 盐酸 分析纯 1.3 试验方法 1.3.1 碱洗脱氯液预处理 取1500mL碱洗脱氯液于2000mL烧杯中，搅拌，升温至40℃，滴加硫酸至PH6.0，加100g/L混凝剂（PAC、PFS、PAFC）溶液若干，充分搅拌，反应30分钟，滴加100g/L氢氧化钠溶液至PH7.0，加2.0g/L聚丙酰胺溶液5.0mL，充分搅拌，混合均匀，静置10分钟，过滤，滤渣及滤液计量，分析滤液质量状况。 1.3.2 料液氧化 取1500mL料液（预处理后的碱洗脱氯液）于2000mL烧杯中，搅拌，升温至40℃，滴加硫酸至PH2.0，加10%双氧水溶液若干，充分搅拌，混合均匀，反应20分钟，检测溶液氧化还原电位并采样检测单质碘含量，记录电位变化情况。 1.3.3 树脂预处理 取若干D201强碱性阴离子交换树脂于1000mL烧杯中，加水搅拌，静置，倾去上层漂浮物及破碎树脂。采用湿法装柱，将树脂装入φ35×400离子交换柱中，过程中始终保持液面高树脂约30mm，树脂柱为φ35×300，体积288mL。依次用600mL1N盐酸、600mL水、600mL1N氢氧化钠溶液、600mL水、600mL1N盐酸、600ml水洗涤树脂柱，均控制流速为10.0mL/min，洗涤过程中均保持液面高树脂约30cm。 1.3.4 树脂吸附 采用单柱操作，新制料液氧化液从高位桶流入树脂柱内，始终保持液面高树脂约30cm，控制流速为10mL/min，每隔0.5小时采集即时试样，检测碘离子含量，流出液碘离子含量与原料液氧化液含量相同时，树脂吸附饱和，停止吸附操作，料液氧化液及吸附后液计量并检