动态离子交换法制备氢碘酸的研究.pdf

离子交换与吸附，2013，29(5)：433～439 IONEXCHANGEAND ADS0RPT10N 文章编号：1001．5493(2013)05．0433—07 动态离子交换法制备氢碘酸的研究 门晓刚 ，2 祝 博 林 倩2 曹建新 ，3 刘 飞 ，2料 1贵州大学化学与化工学院，贵阳 550025 2贵 -II省绿色化工与清洁能源技术重点实验室，贵阳550025 3贵州省矿产资源高效利用与绿色化工技术特色重点实验室，贵阳 550025 摘要：以粗碘为原料，水合肼为还原剂，采用动态离子交换工艺制备氢碘酸。研究了过柱流速、 树脂层高度，过拄次数 交换介质等因素对产品氢离子浓度和铵交换率的影响。结果表明，在 过柱流速 1．2ml_／rnin、树脂层高度 33cm，沸石与树脂相结合 2次过柱条件下，氢离子浓度达到 1．40mol／L，铵交换率达到 96％。在真空度 O．07MPa，蒸发温度 8O℃的条件下减压蒸馏成功制 备 出浓度47％的氢碘酸产品，产品各项指标满足行业标准HG3-952．76的要求。 关键词：氢碘酸；粗碘；离子交换；动态法 中图分类号：O647_3 文献标识码：A 1．L 已JJI 考口 氢碘酸是一种具有强腐蚀性和强还原性的强酸，主要用于生产碘甲烷、碘化铵等精细 碘化学品及用作部分有机反应的助剂口2‘】，浓度较低的氢碘酸还可用于生产医药和消毒剂 等。近年来，国内市场对氢碘酸的需求增长很快，年需求量已超过 2000t，而国内年产量 不到500t，供需缺 口较大。 目前，氢碘酸的制备方法主要有碘和红磷水解、硫化氢还原碘、氢气与碘反应、碘和 碘酸电解、碘与CO反应等[34J，这些方法存在原料局限于精碘、工艺条件苛刻及生产成本 较高等问题。离子交换工艺具有交换树脂无毒且可反复再生使用、工艺简单、过程排放三 废少、收率高等特点5【】。因此，采用离子交换工艺制备氢碘酸具有广阔的市场前景和推广 价值 。 本文以粗碘为原料，水合肼为还原剂，采用动态离子交换法制备氢碘酸，研究了动态 离子交换工艺条件对产品氢离子浓度和铵交换率的影响，在适宜杂质去除工艺和减压蒸馏 工艺条件下成功制各出满足行业标准HG3-952．76的氢碘酸产品。 ·收稿 日期：2013年9月 l6日 项目基金：贵州省科技厅重大专项 (No；瓮福集团产学研合作项 目． 作者简介：门晓刚(1988一)，男，陕西省人，在读研究生． 通讯联系人：E—marl：ce．feiliu@gzu．edu．cn ·434· IonExchangeandAdsorption 2013年 l0月 2实验部分 2．1 主要原料及仪器 粗碘：贵州某厂提供，含水率 14．73％，化学成分见表 1；水合肼 (含量80．0％)，天津 市富宇精细化工有限公司；D61阳离子树脂，郑州勤实科技有限公司；人造沸石，天津市 光复精细化工研究所。 Table1 ChemicalConsfituentsofCruseIodine 层析柱 (规格 20mmx400mm)，广西南宁融仪实验仪器有限公司；蠕动泵 (型号 BTIOOL)，保定雷弗流体科技有限公司；旋转蒸发器 (型号RE一3000)，上海亚荣生化仪器 厂；真空泵 (型号SHZIII)，郑少I1长城科工贸有限公司。 2．2 实验方法 2．2．1 离子交换树脂预处理 适量阳离子交换树脂用清水洗至无色透明，JJn,K4％的氢氧化钠溶液浸泡2h，排出碱 液，然后用清水洗至中性；再加入5％的盐酸浸泡4h，排出酸液，用清水洗至中性后备用。 2．2．2 氢碘酸的制备 取一定量粗碘滴加水合肼形成碘离子溶液，经除杂过滤后，溶液按不同流速通过不同 树脂层高度的离子交换柱，过柱后即得稀氢碘酸溶液。溶液中的硫酸根、磷酸根等采用氢 氧化钡沉淀去除：过量钡离子及其它阳离子杂质则通过树脂的离子交换和吸附作用去除。 稀溶液中加入适量抗氧化剂，在真空度0．07MPa，温度80~C条件下减压蒸馏即得氢碘酸产 品。 2-3 分析方法