鹽水中降低碘含量措施的探討

郭成軍

（新疆天業(yè)集團(tuán)天偉化工有限公司，新疆 石河子 832000）

鹽水中降低碘含量措施的探討

郭成軍

（新疆天業(yè)集團(tuán)天偉化工有限公司，新疆 石河子 832000）

通過(guò)研究氯堿生產(chǎn)中鹽水碘含量對(duì)工藝系統(tǒng)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出一系列處理及解決措施，解決了原系統(tǒng)中出現(xiàn)的工藝控制、操作安全等問(wèn)題，鹽水降低碘含量提供了一條新途徑。

鹽水；降低；I-；探討

在實(shí)驗(yàn)室及中試裝置中，測(cè)定了I-(其價(jià)位從1+～7-1不等)對(duì)鹽水二次精制系統(tǒng)鰲合樹(shù)脂和離子膜氯堿電槽性能的影響，I-作為高分子量鹵族元素，在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出多種氧化態(tài)，且易受鹽水中pH值、游離氯等其他具有氧化性物質(zhì)的干擾，工業(yè)生產(chǎn)中沒(méi)有特別顯著的去除I-的方法。如槽壓、電流效率、燒堿中NaCl含量、電能消耗等性能受輸入系統(tǒng)的鹽水中的I-的影響很微小，通過(guò)分析討論鹽水中I-對(duì)膜式電解槽、二次鹽水精制系統(tǒng)鰲合樹(shù)脂等重要設(shè)施性能的影響，同時(shí)得出經(jīng)過(guò)測(cè)試后的I-測(cè)量及解決措施、結(jié)果，并據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出一系列處理及解決措施。

1 I-在鹽水中的危害

離子膜法氯堿裝置的運(yùn)行性能主要決定于電解槽槽形結(jié)構(gòu)、離子膜材質(zhì)與結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)供給鹽水的質(zhì)量及現(xiàn)場(chǎng)操作條件。在這些因素中，鹽水質(zhì)量決定氫氧化鈉質(zhì)量、槽運(yùn)行周期、槽電流效率、槽電壓、膜性能等的關(guān)鍵因素。目前，一些先進(jìn)技術(shù)裝置中精制過(guò)濾器、鰲合樹(shù)脂塔是不可或缺的。鹽水中的碘在電解時(shí)，會(huì)在離子膜中被氧化成高碘酸根，并與電解液中的Na+、Ba2+、Ca2+、Mg2+等生成難容性的高碘酸鈉、高碘酸鋇、高碘酸鈣、高碘酸鎂等沉淀物，在電解鹽水中的碘可以輕微影響鰲合樹(shù)脂的吸附能力，這些沉淀物會(huì)附著在離子膜上或離子膜中，降低離子膜性能。假若在電解設(shè)施中使用質(zhì)量較高且具有大表面積的活性陰極，槽電壓或許不會(huì)受影響；但當(dāng)用含碘量較高的鹽水電解時(shí)，陰極可表現(xiàn)為槽電壓局部發(fā)生變化，影響產(chǎn)品質(zhì)量或中間環(huán)節(jié)。當(dāng)將碘脫除后，槽電壓又可恢復(fù)到原來(lái)的相對(duì)水平。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果忽視鹽水中碘的存在，即便是使用現(xiàn)有的鹽水處理設(shè)備和鹽水，也不會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失。但是這些沉淀生成的必要條件是在堿性條件下，也就是說(shuō)在陽(yáng)極返遷移過(guò)來(lái)的OH-通過(guò)加酸達(dá)到有效中和，高碘酸鹽沉淀生成條件被破壞；離子膜具有選擇透過(guò)性，I-通過(guò)離子膜是不被允許的，難以在膜中或者陰極側(cè)生成高碘酸鹽沉淀，因此一定濃度的I-是離子膜工藝允許的，但需要將其控制在允用范圍內(nèi)以達(dá)到工藝要求。

2 鹽水中I-含量與Ba2+、Ca2+含量對(duì)比

一般I-含量超過(guò)1×10-6，才會(huì)以高碘酸鈉沉淀形式沉積下來(lái)影響離子膜電流效率和槽電壓，因此從Na+角度影響離子膜電流效率及槽電壓的情況不做系統(tǒng)地考慮；在I-含量小于1×10-6的情況下，可將鋇和鈣沉積下來(lái)，因此在樹(shù)脂塔精制過(guò)程中，盡可能降低Ba2+、Ca2+含量來(lái)降低I-對(duì)離子膜影響，I-含量高的Ba2+、Ca2+離子含量對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 I-含量高時(shí)Ba2+、Ca2+離子含量對(duì)比表 10-6

從表1中看出，I-含量均小于1×10-6，所以不與Na+反應(yīng)，在I-超標(biāo)的情況下，對(duì)應(yīng)的Ba2+、Ca2+含量較低。I-的影響雖然較小，但需要防止I-的富集。

3 降低鹽水中I-含量的措施

自離子膜裝置開(kāi)車(chē)以來(lái)，在整個(gè)鹽水精制和電解過(guò)程中，都沒(méi)有有效去除I-的技術(shù)方法及措施，而淡鹽水也是返回系統(tǒng)運(yùn)行的，從理論角度講，I-都在系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行，應(yīng)出現(xiàn)富集現(xiàn)象并使I-濃度不斷增加，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，這種富集現(xiàn)象表現(xiàn)不是很明顯，系統(tǒng)中每一工藝運(yùn)行環(huán)節(jié)均可能帶走部分I-，可以通過(guò)分析工藝控制，通過(guò)強(qiáng)化工藝控制措施來(lái)消除I-富集現(xiàn)象。

3.1 通過(guò)轉(zhuǎn)換I-氧化態(tài)來(lái)降低其含量

在電解液中，酸性條件下，F(xiàn)eCl3與I-的氧化主要集中在電解槽中，將I-離子氧化生成碘酸根、高碘酸根，返回化鹽系統(tǒng)后與鈣鎂離子反應(yīng)降低I-含量。因此亞硫酸鈉加入量過(guò)量不能太多，要精確控制，否則當(dāng)電解槽將I-離子氧化后，亞硫酸鈉又會(huì)將其還原，與返回的淡鹽水一起進(jìn)入化鹽工序，導(dǎo)致在系統(tǒng)中I-富集。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，鹽水系統(tǒng)也出現(xiàn)過(guò)假游離氯的現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)加亞硫酸鈉量急劇增加。亞硫酸鈉作為還原性物質(zhì)可將I-還原成碘單質(zhì)，但是碘單質(zhì)在系統(tǒng)中無(wú)法帶走，又被氧化性物質(zhì)氧化成I-富集于系統(tǒng)中，因此導(dǎo)致鹽水中I-超標(biāo)。脫氯系統(tǒng)亞硫酸鈉加入量(t/t堿)圖示見(jiàn)圖1。

圖1 脫氯系統(tǒng)中亞硫酸鈉加入量（t/t堿）

從圖1看出，從3月29日開(kāi)始脫氯系統(tǒng)亞硫酸鈉加入量急劇增加，I-開(kāi)始富集，至5月6日ICP樣顯示樹(shù)脂塔精制鹽水I-超標(biāo)。因此，正常的工藝控制對(duì)于系統(tǒng)中I-的富集是有一定控制效果的，系統(tǒng)中應(yīng)絕對(duì)避免游離氯超標(biāo)、異?；蛳嚓P(guān)工序的異常。

3.2 改變鹽種配比來(lái)降低鹽水中I-含量

進(jìn)入原鹽系統(tǒng)的原料鹽相對(duì)于礦業(yè)鹽I-含量較低，因此，在后續(xù)生產(chǎn)中加大I-含量較低的原料鹽的使用量，從根本源頭上來(lái)控制I-含量異常帶入系統(tǒng)中，可以在整個(gè)工藝系統(tǒng)中I-含量下降時(shí)再適當(dāng)調(diào)整源頭的鹽種配比。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然鹽水中的I-不能有效去除，但是可通過(guò)工藝手段降低其在系統(tǒng)中的富集程度，再通過(guò)不同鹽種摻兌使用來(lái)降低原鹽中I-的帶入量，從而解決了一系列原來(lái)系統(tǒng)中出現(xiàn)的工藝控制、操作安全等系列問(wèn)題，確保生產(chǎn)過(guò)程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］山口健三.鹽水中的汞對(duì)離子膜式氯堿裝置性能的影響.氯堿工業(yè)，1991，9：5.

Discussion on measures of reducing the content of iodine in sodium chloride brine

GUO Cheng-jun
（Xinjiang Tianye Group Tianwei Chemical Co.,Ltd.,Shihezi 832000，China）

The effect of iodine content of sodium chloride brine in chlor alkali production process system was researched，and according to the experimental results，put forward a series of solutions and solutions，to solve the original system in the process control，operation safety and other issues，and provides a new way to reduce the iodine content in sodium chloride brine.

：brine；reduction；I-；discussion

TQ114.26+1

：B

：1009-1785(2016)10-0005-02

2016-08-31