导航：安全管理网>> 安全论文>> 化工安全论文>>正文

氟硅酸中碘回收的还原吸收实验研究

文档作者：雷云1 王惠英2 文档来源： 1．安徽六国化工股份有限公司技术中心 2．铜陵鑫克精细化工有限责任公		点击数：	更新时间： 2024年08月29日
下载地址：点击这里	文件大小： 641.65 KB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：641.65 KB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：对复合肥企业卸氨岗位与配酸岗位安全生产…

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

2017年7月
第32卷第7期
磷肥与复肥
Phosphate＆Compound Fertilizer
氟硅酸中碘回收的还原吸收实验研究
雷云1。王惠英2
(1．安徽六国化工股份有限公司技术中心，安徽铜陵244000；
2．铜陵鑫克精细化工有限责任公司，安徽铜陵244000)
[摘要]将氟硅酸中的碘氧化后采用热空气吹出，再用含SO：吸收液还原吸收热空气中的碘。考察还原吸收碘
的工艺条件对碘吸收率的影响。实验得出碘的最佳吸收工艺条件为：每升含碘热空气S0：用量为3．5—4．5 mL，吸收
液pH4～7，吸收液喷淋密度12 n13，(m2·h)，温度30—40 9C，吸收时间为8min；最佳工艺条件下碘吸收率达到80％
以上。
[关键词]氟硅酸；碘；还原；吸收率
[中图分类号]TQl24．6+1 [文献标志码]A [文章编号]1007—6220(2017)07—0011一03
Experimental study on reduction—absorption of iodine recovery from fluosilicic acid
LEI Yunl，WANG Huiyin92
(1．Technology Center，Anhui Liuguo Chemical Industry Stock Co．，Ltd．，Tongling 244000，China；
2．Tongling Sinco Fine Chemical Co．，Ltd．，Tongling 244000，China)
Abstract：The iodine from fluosilicic acid is absorbed by absorbing liquid containing S02 after oxidation and air
blowing．The effects of absorption process conditions on iodine absorption rate are studied．Through the analysis
of the experimental results．it iS concluded that the optimum absorption conditions of iodine are as follows：the
dosage of S02 is 3．5—4．5 mL per litre hot air containing iodine，the pH value of absorbing liquid is about 4—7，
the spray density of absorbing liquid is 12 m3／(m2·h)，the temperature is about 30—40℃，the absorption
time is 8 min；With these optimum conditions the iodine absorption rate can reach to more than 80％．
Key words：fluosilicic acid；iodine；reduction；absorption rate
作为重要的化工原料，碘广泛应用于国防、农
业、医药、工业”j。我国每年生产的碘折成单质碘只
有140 t左右，而每年需求量却在4 000 t左右，缺口
巨大。从国外进口大量的碘，需要消耗我国大量外
汇储备怛1。我国碘的主要来源是海水，海水中碘的质
量浓度仅为0．05 mg／L‘3j，从海水中提碘工艺流程复
杂，生产成本高企¨J。
我国磷矿资源丰富，是世界上第二大磷矿资源
国。随着国内磷化工不断发展，产业转型升级和资
源综合利用的开发，储量丰富的磷矿伴生的多种资
源已经开始引起人们关注。碘在磷矿中的质量分数
为0．001 9％～0．007 6％，虽然含量非常低，但磷矿
的储量大，伴生碘的总量并不低b1。在磷化工生产
中，伴生碘有一部分转移到氟硅酸溶液中’63，如果能
够经济有效地回收这部分碘资源，则可以变废为
宝，补充我国对碘的需求。
笔者在《氟硅酸中碘回收的氧化解吸实验研
究》一文(见《磷肥与复肥》2017年第6期)中，对
氟硅酸中碘的氧化解吸过程的影响因素进行了分
析，重点研究了氧化剂次氯酸钠的用量、温度、吸
收时间等对碘分离率的影响；现在则将进一步分析
热空气中碘的还原吸收过程，重点考察还原剂SO：用
量、pH、吸收液喷淋密度、温度这4个因素对碘吸收
率的影响，对工业化回收氟硅酸中碘具有重要现实
意义。
l实验
1．1 实验原料
实验所用氟硅酸取自安徽六国化工股份有限公
司磷酸车间，其主要化学组成见表1。
表1氟硅酸的主要化学组成g／L
[收稿日期】2017—04—17
[作者简介]雷云(1984一)，男，安徽淮北人，工程师，技术中心
研发部部长，从事磷化工产品研发及生产工艺技术管理工作。
E-mail：738983773@qq．com
万方数据
·12· 磷肥与复肥
2017年
第32卷第7期
1．2买验原理及方法
用硫酸调节氟硅酸溶液pH，以次氯酸钠作为氧
化剂氧化其中的碘离子为碘单质，由于碘单质难溶
于水，通过热空气将碘单质从氟硅酸溶液中吹出，
碘由液相转移到气相。然后以二氧化硫水溶液作为
吸收剂，吸收热空气中的碘单质，将碘分子转化为
碘离子，使碘在二氧化硫水溶液中富集。反应方程
式为：2I一一2e型I：； (1) 12+S02+H20—2HI+H2SO。。(2)
在恒温水浴槽中进行整个还原吸收反应过程，
用水浴槽自带的磁力搅拌器保持反应充分均匀，用
秒表记录时间。反应之后用碘离子选择性电极法测
定溶液中的I一浓度，用pH计测定吸收液pH。实验
流程如图1所示。
氧化剂还原剂氧化剂粗碘
I t 氟硅酸岖备恒塑固型蛙群磐直油
图1氟硅酸中碘回收工艺流程
2实验结果与分析
2．1还原剂浓度对碘吸收速率的影响
固定吸收液pH 6．0、喷淋密度12 m3／(m2·h)、
温度35℃、吸收时间8 min，考察还原剂SO：用量
(通过气体流量计计量SO：(钢瓶贮存)汽化后的体
积)与碘吸收率的关系，结果见图2。
图2每升含碘热空气SO：用量与碘吸收速率的关系
从图2可知，吸收液对碘的吸收速率随SO：用量
增大而增加，每升含碘热空气SO：用量增加到3．5 mL
以上时，碘的吸收率增长趋于平缓。原因可能是：
碘分子与液相中的SO：化学反应瞬间进行，SO：在水
中的溶解度与SO：气相分压成动态相平衡，此时的碘
的吸收率由SO：气相分压控制，即SO：用量控制；SO：
浓度达到一定值后，气相中I：与吸收液反应不再由
SO：溶解速度控制，碘的吸收率增速趋于平缓。SO：
的过量也会使吸收液pH降低，增大下一工序处置难
度。考虑经济等因素，控制吸收剂SO：用量在每升含
碘热空气3．5～4．5 mL为宜。
2．2吸收液pH对碘吸收率的影响
固定每升含碘热空气SO：用量3．5 mL、喷淋密度
12 m3／(m2．h)、温度35℃、吸收时间8 min，考察吸
收液pH对碘吸收速率的关系，结果见图3。
图3吸收液pH与碘吸收率的关系
从图3可以看出：随着还原吸收的进行，碘吸
收率随吸收液pH降低而减少，碘吸收率在pH为7
时能达到90％以上，溶液中硫酸和氢碘酸不断生
成，导致体系pH不断降低，使得SO：在溶液中的溶
解度不断减小，限制了吸收反应的进行，同时低
pH环境还容易造成设备腐蚀。综合考虑，吸收液
pH控制在4～7合适。
2．3喷淋密度对碘吸收率的影响
固定每升含碘热空气SO：用量3．5 mL、pH 6．0、
温度35。C、吸收时间8 min，考察喷淋密度与碘吸
收率的关系，结果见图4。
堡
哥
善
督
餐
喷辩罾厦／(mh m‘’h_1)
图4喷淋密度与吸收率的关系
从图4可以看出，碘吸收率随喷淋密度增大而逐
渐增大，喷淋密度大于12 m3／(m2·h)后达到稳定。
在其他参数恒定的情况下，提高喷淋密度可强化气
液间物质交换过程，但考虑到工业化应用时的设备
结构设计和能耗等因素，喷淋密度控制1 2 m3／(m2．h)
即可。
2．4温度对碘吸收率的影响
固定每升含碘热空气SO：用量3．5 mL、pH 6．0、
喷淋密度12 m3／(m2．h)、吸收时间8 min，考察温度
与碘吸收率的关系，结果见图5。
∞粥∞m∞如∞如∞m
0
一．ulE．。1．∞g)鹰嘲掣螫啦 ∞站如药加¨m，0
万方数据
2017生
第32卷第7期雷云等氟硅酸中碘回收的还原吸收实验研究·13·
温度，℃
图5吸收液温度与碘吸收率关系
从图5可以看出，温度是影响碘吸收率的重要因
素。碘吸收率在低温时随吸收液温度升高而增大，
这是由于，温度升高，吸收液黏度降低，SO：由液相
到气相的扩散系数增大，反应活化能降低，反应速
率明显加快，碘吸收率在30～40℃时可以达到80％
以上。但吸收液温度进一步提高时，SO：由液相到气
相的扩散系数陡然增大，溶解度显著减低，所以碘
吸收率随温度升高而降低。从二氧化硫在水中的溶
解度与分压的关系图(见图6)可以看出"]，SO：在
100 kPa的分压下，50℃和10℃时的溶解度相差4倍
左右。另外，由于碘分子和碘离子能形成I，一，温度过
高时，I，一分解出的碘分子未能与SO：反应就逸出到空
气中，从而导致碘吸收率下降。综上考虑，吸收液
温度控制在30—40℃比较合适。
∞150
魁
鞋
建100
0 ℃
／
，
，
／
／ 10 1：
／
／ ／
／ ／ ／ ／ 20 ℃
／。／ ／
／ 30 ℃
／ ／ ／ ／ ／ 40 t
么乡／／
／ 50 ℃
∥ 钐≥
。一
图6二氧4e．A'L{莹水中的溶解度与分压的关系
2．5吸收时间对碘吸收率的影响
固定每升含碘热空气S0：用量3．5 mL、pH 6．0、
喷淋密度12 m3／(m2 oh)、温度35℃，考察吸收时间
与碘吸收率的关系，结果见图7。
从图7可以看出，在反应时间少于8 min时，碘
吸收率随吸收时间增加而增加，而当吸收反应时间
大于8 min时，碘吸收率随吸收时间增加而陡然降
低。可能是由于过长的反应时间，使得生成的浓
H：SO。和HI反应产生了I：，造成碘的挥发性损失，碘
吸收率下降。
90
88
86
零84
瓣82
掣80
鬟；。8
74
72
70
图7吸收时间与碘吸收率的关系
H2S04+6HI+———’S+312+4H20； (3)
H2S0．+8H1+——+H2S+412+4H20。(4)
3结论
1)在低SO：用量情况下，碘的还原反应主要受
SO：从气相到液相的溶解速度控制，使得碘反应不完
全，吸收不充分，碘吸收率不高；但在高SO：用量隋
况下，二氧化硫与碘分子能迅速反应，溶液pH下降
很快，过低的pH不仅腐蚀设备，而且影响后续SO：
在液相的溶解，导致碘吸收率降低。所以，综合考
虑，应控制SO：用量在每升含碘热空气3．5～4．5 mL，
吸收液pH在4～7。，
2)吸收喷淋密度是一个重要的吸收操作参
数。喷淋密度以12m3／(m2 oh)为佳：小于该数值，由
于喷淋密度低，热空气中的碘不能及时溶解到吸收
液中参与反应，而造成气体短路现象；大于该数
值，理论上能将热空气中的碘分子全部吸收，但受
到设备尺寸的限制，喷淋密度越大，碘吸收率的边
际效益递减，会造成投资的巨大浪费。
3) 吸收液温度对碘的还原吸收过程有双重作
用。温度过高，SO：在吸收液中的溶解度显著降低，
热空气中碘溶解到吸收液中不能及时反应掉又逸出
到空气中，使得碘的吸收率降低；温度过低，SO：由
气相扩散到液相的速度降低，热空气中碘溶解到吸
收液中不能及时反应掉又逸出到空气中，使得碘的
吸收率降低。因此，经试验测试可知，温度控制在
30～40℃合适。
[参考文献]
[1]杨华．碘—多方面的社会应用[J]．化学教育，1996。17(6)：12—14．
[2]刘玉琳，张友义，妙凌云，等．甘肃含碘凹凸棒石矿的发现及其
应用前景初探[J]．岩石矿物学杂志，2001，20(4)：504—506．
[3]高利伟．史联军，郑江华．回收碘的研究[J]．贵州工业大学学报
(自然科学版)，2005，34(4)：13—14．
[4]王志魁．化工原理[M]．2版．北京：化学工业出版社，1998：175．
[5]冯鹤，梁佰战，韩涛，等．黄磷废水中碘的还原吸收实验研究[J]．
中国有色冶金，2010，39(5)：67—70．
[6] 刘建雄．我国磷矿资源特点及开发利用建议[J]．化工矿物与加
工．2009．38(3)：36—39．
∞如舳阳∞∞∞如加m
0

网友评论 more

化工安全论文最新内容

08-29