食盐加碘剂—碘酸钾清洁生产工艺探讨

2009-08-20 张亚伟中盐皓龙平顶山市康源T贸有限责任公司

1、前言

　　碘酸钾为无色或白色颗粒或粉状结晶。无臭无味，相对密度3.93(32度)，熔点560℃。现碘酸钾大部分用于食用盐的加碘剂。

2、碘酸钾生产工艺的现状

　　我公司现在采用的生产方法是：以纯碘为原料．经氯酸钾氧化、氢氧化钾中和的方法制备。具体的生产工艺如图1。

　　(1)氯酸钾氧化制碘酸氢钾

　　在反应器中按一定配料比加入碘和氯酸钾．加水．用硝酸调节溶液酸度pH值=1～2．温度控制在85+-5度搅拌．沸腾反应1小时。使反应完全。同时放出的氯气经氯气回收系统用烧碱液回收。

　　将溶液冷却，碘酸氢钾结晶析出，经离心机过滤．即得固体碘酸氢钾。反应式为：

6I₂+11KC1o₃+3H₂0—>6KH(IO₃)₂+5KCl+3Cl₂

　　(2)中和制碘酸钾

　　溶解固体碘酸氢钾．用氢氧化钾中和至溶液pH=10，冷却结晶，过滤，于ll8℃干燥3个小时即得碘酸钾成品。

　　反应式为：

KH(IO₃ )₂+KOH--~2KIO3+ H₂0

　　此种工艺方法，由于生产过程中有氯化钾副产物的产生，所以每隔一段时间需母液进行回收．使得生产流程较长。进行碘酸氢钾分离时．母液蒸汽中也会加带有氯气和挥发性酸蒸汽。生产过程中每l00千克精碘就有约14千克氯气产生，从而增加回收成本。同时我们用烧碱进行吸收，在反应过程中还是有极少量氯气回收不彻底的现象。设备出现故障时，也常会发生氯气的外泄，给员工的身体健康造成危害。

3、清洁生产的含义

　　清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。就目前碘酸钾的生产现状而言，还需进行工艺上的改进，以清洁的生产方式代替现有的生产工艺，势在必行。

4、现阶段碘酸钾清洁生产工艺的研究工作

4.1、电化学合成法生成碘酸钾

　　以碘和氢氧化钾为原料，用Pb—PbO作阳极材料，应用电化学方法制备碘酸钾。在无隔膜条件下，电解液的最佳配方为：碘200g/L，K2Cr202g/L，KOH85g/L。最佳电解条件为：阳极材料为Pb—PbO ，阴极为不锈钢电极，槽电压为3.5～3.7V。电流密度为25A/din 。温度5-60℃。电解时间为6h，在该条件下，电解制造碘酸钾的产率为89.7％，电流效率为98％，产品纯度为99.2％。

　　有关人员用阳极IrO2/Ti，阴极Pt丝，阴离子交换树脂膜为隔膜。直接电氧化法合成食品级碘酸钾，并进行了放大实验。最佳工艺条件下，碘酸钾总产率为97.5％，纯度为100.2％，电效率为97％。整个制备过程工艺简单．无污物排放。

4.2、微波诱导法生产碘酸钾

　　利用微波诱导，用清洁氧化剂过氧化氢(H₂O₂)氧化碘合成了高纯碘酸钾。最佳合成条件：过氧化氢与碘的摩尔比5.4：1，微波辐射时间12 min．微波功率600 W，产率94.6％。将碘和过氧化氢加人500mL平底磨口烧瓶中，用硝酸调节溶液pH1～2．放人微波炉中，用微波辐射，反应毕，将溶液冷却至室温，用氢氧化钾中和至pH为10，再经冷却结晶，过滤，干燥，得到碘酸钾(99.9％)。

4.3、过氧化氢氧化生产法生产碘酸钾

　　碘(w为99％)、过氧化氢(W为30％)、碳酸钾(W为98％)、硝酸(w为65％～68％)，将5mL硝酸和51g部分粉碎过的碘加入烧瓶中，加热至70℃左右并保持，搅拌下滴加200mL过氧化氢，反应液黄色退尽即示氧化反应完成。再滴加预制W为30％的碳酸钾溶液至反应液呈中性。搅拌下自然冷却至室温，滤出已结晶的碘酸钾并用适量水洗涤。收集洗涤水和母液浓缩，搅拌下自然冷却至室温，再用冰水冷却至0℃，滤出碘酸钾晶体，用适量冰水洗涤2～3次。将两次所得的湿碘酸钾晶体在105~C下干燥2h得产品。