一種次氧化鋅中回收粗碘的方法與流程
2023-04-29 16:26:06
本發明涉及一種次氧化鋅中回收粗碘的方法。
背景技術：
碘是滷族元素，原子序數53，單質碘呈紫黑色晶體，易升華，升華後易凝華。碘有較強毒性和腐蝕性。隨著科學技術的發展，碘的用途已從傳統的碘酒、染料、試紙等領域擴大到多種功能的碘化合物。同時，碘也是人體必需的微量元素之一，在食鹽中還常加入一定的碘做成碘鹽，以預防某些疾病的發生。隨著碘新用途的不斷拓展，其用量和市場價值也在發生著巨大變化。然而，碘在自然界中含量稀少，幾乎沒有獨立的碘礦物，大多以伴生資源的形式存在於各種有色金屬或者冶金半成品或中間產物中，含量低，導致回收成本很高，我國碘的產量和消費量呈現供應求之勢。現有回收碘的技術有活性炭法、離子交換法等，由於加工成本高，樹脂飽和度低、回收率低等原因均不能大規模生產。也有針對不同含碘原料進行的特殊工藝技術，但都比較分散，沒有規範的可供借鑑的技術報導。
次氧化鋅是將低品位、高雜質含鋅物料通過火法富集處理得到的富含易揮發金屬的以氧化鋅為主的初級產品。由於雜質高，尤其含有k、na、cl等元素，同時含有i元素，主要有價元素鋅的回收技術不同於常規的以鋅精礦為原料的鋅冶煉工藝技術，需增加鹼浸脫除k、na、cl以及鹼浸液回收、分離有價元素或其他物質的工序。在鹼浸過程中k、na、cl、i等進入鹼浸液，鹼洗液中的碘含量達到1g/l以上，有較高的回收價值，棄之可惜，也會造成資源的浪費，以及對環境的汙染。因此，研發在次氧化鋅這類初級原料的生產過程中能夠同時進行碘回收的方法是非常必要的。
技術實現要素：
為此，本發明提出一種次氧化鋅中回收粗碘的方法，該方法能夠將次氧化鋅中的低品位碘高效提取，同時綜合回收鉀鈉等有價元素，提高次氧化鋅純度，提高資源的利用水平，提高企業經濟效益。
本發明的目的通過如下手段實現。
一種次氧化鋅中回收粗碘的方法，其特徵在於有如下步驟：
（1）鹼性浸出，對次氧化鋅物料加鹼浸出，液固分離得到含碘鹼浸液和浸出渣；
（2）酸化，對鹼浸液加入硫酸或鹽酸進行酸化得含碘液；
（3）氧化和吹出，酸化後的含碘液，加入氧化劑，在溶液中鼓入空氣，使碘氧化成碘蒸汽逸出分離；
（4）捕集，用還原劑捕集碘蒸汽，得富碘液；
（5）結晶分離，富碘液加入氧化劑結晶，得到黑紫色的固體結晶，並真空過濾分離，得到粗碘。
步驟（1）的次氧化鋅鹼浸作業的液固比（質量之比）為2.5-5:1，溫度控制在75℃左右，所用鹼為純鹼、片鹼和液鹼中的一種或多種，鹼洗液終點的ph7-12.
步驟（2）酸化液的終酸濃度控制在3-10g/l，酸化過程中溫度為45-65℃.
步驟（3）的氧化劑加入量按照酸化液氧化電位不低於480mv的標準控制加入，鼓入空氣的壓力控制在10-50kpa。
步驟（3）的氧化劑選自雙氧水、次氯酸鹽、氯酸鈉和氯酸鉀中的一種或多種。
步驟（3）碘逸出分離後的貧液用鹼中和至ph7-8後，送多效蒸發作業回收其中的鉀鈉。
步驟（4）的富碘液碘濃度控制在不小於40g/l，所用還原劑為亞硫酸鈉或者二氧化硫。
步驟（5）中的氧化劑為雙氧水。
本發明將次氧化鋅生產過程中轉移來的低品位碘進行有效回收，在鹼浸過程中控制溶液ph值使碘進入鹼浸液，含碘鹼洗液用硫酸或鹽酸進行酸化後，根據氧化電位添加氧化劑，有效地將碘蒸發分離，還原劑吸收碘蒸汽產出富碘液，富碘液再進行氧化並真空分離得到粗碘產品。整個回收方法的工藝流程簡短，作業次數少，但作業快捷，粗碘品位和碘回收率高，為在次氧化鋅類冶金初級物料中的低品位碘回收提供了技術選擇。
附圖說明
圖1是本發明工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實例進一步說明本發明的有益技術效果。
以下各例的工藝過程均同圖1所示。
實例一
次氧化鋅含碘0.054%，鹼洗的液固比（質量之比，下同）為3.1：1，鹼洗過程中使用了純鹼，鹼洗溫度為75℃，終點ph為10，在經過鹼浸後，溶液中碘富集到0.723g/l。使用工業硫酸進行酸化，酸化後溶液終酸為4g/l；酸化液使用雙氧水氧化，氧化電位為495mv，溶液顯紫色，表面有紫色氣體緩慢溢出。氧化液中鼓入壓力為30kpa的空氣，溶液中單質碘進入空氣形成碘蒸汽，而溶液變為無色的貧液，經分析，貧液中的碘為0.015g/l，貧液使用片鹼中和至ph8後返回三效蒸發器回收鉀鈉鹽，碘蒸汽使用亞硫酸鈉溶液進行吸收，吸收過程中逐步補充亞硫酸鈉，富碘液中碘富集到45.7g/l時，富碘液輸送至結晶反應槽中氧化結晶，根據碘的量計算出所需加入的氧化劑，雙氧水作為氧化劑，結晶出的粗碘經過真空過濾得到粗碘，粗碘含碘95.4%。經過計算次氧化鋅中碘的回收率為91%。
實例二
次氧化鋅含碘0.076%，鹼洗的液固比為2.9：1，鹼洗過程中使用了純鹼，鹼洗溫度為75℃，終點ph為10，在經過鹼浸後，溶液含碘富集到0.887g/l。使用工業硫酸進行酸化，酸化後溶液終酸為4.2g/l；酸化液使用雙氧水氧化，氧化電位為505mv，溶液顯紫色，表面有紫色氣體緩慢溢出。氧化液中鼓入壓力為30kpa的空氣，溶液中單質碘進入空氣形成碘蒸汽，而溶液變為無色的貧液，經分析，貧液中的碘為0.018g/l，貧液使用片鹼中和至ph8後返回三效蒸發器回收鉀鈉鹽。碘蒸汽使用亞硫酸鈉溶液進行吸收，吸收過程中逐步補充亞硫酸鈉，富碘液中碘富集到43.6g/l時，富碘液輸送至結晶反應槽中氧化結晶，根據碘的量計算出所需加入的氧化劑，雙氧水作為氧化劑，結晶出的粗碘經過真空過濾得到粗碘，粗碘含碘95.3%。經過計算次氧化鋅中碘的回收率為93%。
實例三
次氧化鋅含碘0.15%，鹼洗的液固比為3.2：1，鹼洗過程中使用了純鹼，鹼洗溫度為75℃，終點ph為10，在經過鹼浸後，溶液含碘富集到1.186g/l。使用工業硫酸進行酸化，酸化後溶液終酸為4g/l；酸化液使用雙氧水氧化，氧化電位為490mv，溶液顯紫色，表面有紫色氣體緩慢溢出。氧化液中鼓入壓力為30kpa的空氣，溶液中單質碘進入空氣形成碘蒸汽，而溶液變為無色的貧液，經分析，貧液中的碘為0.025g/l，貧液使用片鹼中和至ph8後返回三效蒸發器回收鉀鈉鹽，碘蒸汽使用亞硫酸鈉溶液進行吸收，吸收過程中逐步補充亞硫酸鈉，富碘液中碘富集到54.3g/l時，富碘液輸送至結晶反應槽中氧化結晶，根據碘的量計算出需加入的氧化劑，雙氧水作為氧化劑，結晶出的粗碘經過真空過濾得到粗碘，粗碘含碘95.8%。經過計算次氧化鋅粉中碘的回收率為92.6%。
實例四
次氧化鋅含碘0.062%，鹼洗的液固比為3.3：1，鹼洗過程中使用了純鹼，鹼洗溫度為75℃，終點ph為10，在經過鹼浸後，溶液含碘富集到0.618g/l。使用工業硫酸進行酸化，酸化後溶液終酸為4g/l；酸化液使用雙氧水氧化，氧化電位為515mv，溶液顯紫色，表面有紫色氣體緩慢溢出。氧化液中鼓入壓力為30kpa的空氣，溶液中單質碘進入空氣形成碘蒸汽，而溶液變為無色的貧液，經分析，貧液中的碘為0.02g/l，貧液使用片鹼中和至ph8後返回三效蒸發器回收鉀鈉鹽，碘蒸汽使用亞硫酸鈉溶液進行吸收，吸收過程中逐步補充亞硫酸鈉，富碘液中碘富集到58.6g/l時，富碘液輸送至結晶反應槽中氧化結晶，根據碘的量計算出需加入的氧化劑，雙氧水作為氧化劑，結晶出的粗碘經過真空過濾得到粗碘，粗碘含碘95.3%。經過計算次氧化鋅粉中碘的回收率為92%。