食鹽加碘劑—碘酸鉀清潔生產工藝探討

2009-08-20 張亞偉中鹽皓龍平頂山市康源T貿有限責任公司

1、前言

　　碘酸鉀為無色或白色顆粒或粉狀結晶。無臭無味，相對密度3.93(32度)，熔點560℃。現碘酸鉀大部分用于食用鹽的加碘劑。

2、碘酸鉀生產工藝的現狀

　　我公司現在采用的生產方法是：以純碘為原料．經氯酸鉀氧化、氫氧化鉀中和的方法制備。具體的生產工藝如圖1。

　　(1)氯酸鉀氧化制碘酸氫鉀

　　在反應器中按一定配料比加入碘和氯酸鉀．加水．用硝酸調節溶液酸度pH值=1～2．溫度控制在85+-5度攪拌．沸騰反應1小時。使反應完全。同時放出的氯氣經氯氣回收系統用燒堿液回收。

　　將溶液冷卻，碘酸氫鉀結晶析出，經離心機過濾．即得固體碘酸氫鉀。反應式為：

6I₂+11KC1o₃+3H₂0—>6KH(IO₃)₂+5KCl+3Cl₂

　　(2)中和制碘酸鉀

　　溶解固體碘酸氫鉀．用氫氧化鉀中和至溶液pH=10，冷卻結晶，過濾，于ll8℃干燥3個小時即得碘酸鉀成品。

　　反應式為：

KH(IO₃ )₂+KOH--~2KIO3+ H₂0

　　此種工藝方法，由于生產過程中有氯化鉀副產物的產生，所以每隔一段時間需母液進行回收．使得生產流程較長。進行碘酸氫鉀分離時．母液蒸汽中也會加帶有氯氣和揮發性酸蒸汽。生產過程中每l00千克精碘就有約14千克氯氣產生，從而增加回收成本。同時我們用燒堿進行吸收，在反應過程中還是有極少量氯氣回收不徹底的現象。設備出現故障時，也常會發生氯氣的外泄，給員工的身體健康造成危害。

3、清潔生產的含義

　　清潔生產是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放，以減輕或者消除對人類健康和環境的危害。就目前碘酸鉀的生產現狀而言，還需進行工藝上的改進，以清潔的生產方式代替現有的生產工藝，勢在必行。

4、現階段碘酸鉀清潔生產工藝的研究工作

4.1、電化學合成法生成碘酸鉀

　　以碘和氫氧化鉀為原料，用Pb—PbO作陽極材料，應用電化學方法制備碘酸鉀。在無隔膜條件下，電解液的最佳配方為：碘200g/L，K2Cr202g/L，KOH85g/L。最佳電解條件為：陽極材料為Pb—PbO ，陰極為不銹鋼電極，槽電壓為3.5～3.7V。電流密度為25A/din 。溫度5-60℃。電解時間為6h，在該條件下，電解制造碘酸鉀的產率為89.7％，電流效率為98％，產品純度為99.2％。

　　有關人員用陽極IrO2/Ti，陰極Pt絲，陰離子交換樹脂膜為隔膜。直接電氧化法合成食品級碘酸鉀，并進行了放大實驗。最佳工藝條件下，碘酸鉀總產率為97.5％，純度為100.2％，電效率為97％。整個制備過程工藝簡單．無污物排放。

4.2、微波誘導法生產碘酸鉀

　　利用微波誘導，用清潔氧化劑過氧化氫(H₂O₂)氧化碘合成了高純碘酸鉀。最佳合成條件：過氧化氫與碘的摩爾比5.4：1，微波輻射時間12 min．微波功率600 W，產率94.6％。將碘和過氧化氫加人500mL平底磨口燒瓶中，用硝酸調節溶液pH1～2．放人微波爐中，用微波輻射，反應畢，將溶液冷卻至室溫，用氫氧化鉀中和至pH為10，再經冷卻結晶，過濾，干燥，得到碘酸鉀(99.9％)。

4.3、過氧化氫氧化生產法生產碘酸鉀

　　碘(w為99％)、過氧化氫(W為30％)、碳酸鉀(W為98％)、硝酸(w為65％～68％)，將5mL硝酸和51g部分粉碎過的碘加入燒瓶中，加熱至70℃左右并保持，攪拌下滴加200mL過氧化氫，反應液黃色退盡即示氧化反應完成。再滴加預制W為30％的碳酸鉀溶液至反應液呈中性。攪拌下自然冷卻至室溫，濾出已結晶的碘酸鉀并用適量水洗滌。收集洗滌水和母液濃縮，攪拌下自然冷卻至室溫，再用冰水冷卻至0℃，濾出碘酸鉀晶體，用適量冰水洗滌2～3次。將兩次所得的濕碘酸鉀晶體在105~C下干燥2h得產品。