黄磷废水中碘的测定与提取

勾 飞，周骏宏

（黔南民族师范学院磷化工实验室，贵州 都匀 558000）

黄磷废水中碘的测定与提取

勾 飞，周骏宏

（黔南民族师范学院磷化工实验室，贵州 都匀 558000）

研究了电炉法生产黄磷过程中洗涤尾气所排放的污水中碘的提取，采用了双氧水氧化法、吹空气法、联合法处理含碘污水，并用离子选择性电极法测定溶液中碘含量。实验结果表明，单独使用吹空气法处理黄磷污水，碘的提取率不高，仅5%左右，单独采用双氧水氧化法，碘的提取率达到90%，但能耗较高，而联合法碘的提取率可以保持较高并能降低能耗，效果最好。

黄磷废水；碘；提取，双氧水氧化法

碘是人体内必需的微量元素之一，对人体的生理有着极其重要的作用。同时碘是制造无机或有机碘化物的基本原料，又是制造各种碘制剂、消毒剂和农药必不可少的原料，在医药、农业、染料、冶金、化工、食品、合成橡胶、国防及尖端技术等方面有广泛的用途。碘在国民经济上也有着不可替代的作用。在工业上，碘用于制造色素、烟雾灭火剂、照相材料快速感光乳剂 、切削油乳剂的抑菌剂等；在农业上，碘是制造农药的原料，亦是家畜饲料的添加剂。近年来，碘在有机合成中也得到了广泛的应用。

贵州瓮安、福泉一带的磷矿往往伴生有较 高的碘资源，对该磷矿化学加工过程中产生的碘进行回收利用，对提高资源利用率，降低生产成本，减少环节污染有重要意义。本文研究了电炉法生产黄磷过程中洗涤尾气所排放的污水中碘的提取，采用了双氧水氧化法、吹空气法、联合法处理含碘污水，并用离子选择性电极法测定溶液中碘含量，以期为今后从废水中回收碘的工业化生产提供参考。

1 仪器和药品

1.1 实验仪器

碘离子选择电极、217型饱和甘汞电极、恒温磁力搅拌器、圆底烧瓶（2000mL）、恒温加热套。

1.2 实验 药品

K I(A R)、H3P O4(A R)、H2S O4(1+2)、 NaOH(50g·L-1)、Na2SO3(13g·L-1)、NaF(25g·L-1)、乙醇(95%)、淀粉(5%)。

柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液(pH=5)：称取294g檬酸钠溶解于800mL水中，用200g·L-1的柠檬酸溶液调节溶液的pH=5，再用水稀释至1000mL。

溴甲酚绿指示剂(1g·L-1)：称取0.1g溴甲酚绿溶解于20mL乙醇后，用水稀释至100mL。

KI标准溶液[3]：取一定量的KI固体在烧杯中用烘箱105～110℃干燥，待冷却至室温，用电子天平准确称取0.1308g KI于烧杯中溶解后，再转移至1000mL容量瓶中稀释至刻度，此溶液1mL含I-为100μg。精密量取1mL于100mL容量瓶中稀释至刻度得1μg·mL-1，精密量取10mL于100mL容量瓶中稀释至刻度得10μg·mL-1。

2 实验内容

2.1 碘含量的测定

由于碘在溶液中可能会以I-、I2、I3-以及IO3-等形式存在，因此先取黄磷污水用化学方法进行实验，最后确定黄磷污水主要以I-形式存在。所以实验采用碘离子选择性电极法进行碘含量的测定。

用吸量管准确量取含1μg·mL-1KI标准溶液2.00mL、4.00mL、10.00mL和含10μg·mL-1KI标准溶液4.00mL、10.00mL于50mL的容量瓶中，加入0.5mL Na2SO4溶液(13g·L-1)、2mL NaF溶液(25g·L-1)和2滴溴甲酚绿指示剂，用H2SO4溶液滴定至黄色，过量1滴，摇匀以除尽CO2。用NaOH溶液(50g·L-1)调节至蓝绿色后，加入2mL柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液(pH=5.0)用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，再倒入干燥的50mL的烧杯中。

插入碘离子选择电极和饱和甘汞电极于磁力搅拌恒温恒速下测定电位值，待电位稳定至波动在2mV内时读数。测得的数据如表1、图1所示。

表1 电极电位与碘浓度的对数值之间的关系式

图1 电位值与碘浓度的对数值之间的关系式

将黄磷废水摇匀后，用移液管移取1mL于50mL容量瓶中，加入0.5Ml Na2SO3溶液(13g·L-1),加入2mL NaF溶液(25g·L-1),2滴溴甲酚绿指示剂，用H2SO4溶液滴定至黄色，过量1滴，摇匀以除尽CO2。用NaOH溶液(50g·L-1)调节至蓝绿色，加入2mL柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液(pH=5.0），蒸馏水稀释至刻度，摇匀片刻转移至干燥50mL烧杯中, 插入碘离子选择电极和差比电极在与I-标准溶液相同条件下测定，待电位响应值稳定后读数。

2.2 双氧水氧化法提碘

取1000mL的黄磷废水液，分别加热浓缩0.5倍使溶液的温度冷却至室温，用稀盐酸溶液调节溶液的pH为1.0～2.0。再将溶液转移到500mL或2000mL的三角烧瓶中，连接装置，向烧瓶中加入30%的双氧水直到溶液变成黄色。将温度控制在100℃左右加热蒸发30min后用碘离子选择性电极测定各溶液中碘的含量。

2.3 热空气法提碘

取1000mL的黄磷废水液，用稀盐酸溶液调节溶液的pH为1.0～2.0。再将溶液转移到2000mL的三角烧瓶中连接装置，向烧瓶中通空气后，将温度控制在100℃左右加热蒸发1h后用碘离子选择性电极测定各溶液中碘的总量（μg）。

2.4 空气法与双氧水联合法提碘

取1000mL的黄磷废水液，用稀盐酸溶液调节溶液的pH为1.0～2.0。再将溶液转移到2000mL的三角烧瓶中加入30%的双氧水直到溶液变成黄色。连接装置,向烧瓶中通空气直到溶液变成黄色，将温度控制在80℃左右加热蒸发20min左右。

3 实验结果

3.1 废水中碘含量测定

对所取黄磷污水进行测定，测出的碘含量见表3。

表3 废水液中碘含量

3.2 双氧水氧化法提碘

单独采用双氧水氧化法，加热黄磷污水至沸，碘的提取率为74%～90%，结果见表4。

3.4 吹空气法提碘

单独采用吹空气法，加热黄磷污水至沸腾，但碘的提取率仍较低，结果见表5。

3.5 吹空气与双氧水联合法提碘

采用双氧水和吹空气法联合，加热温度可以降低，提碘率仍保持较高，结果见表6。

4 结论

1) 单独用吹空气法提取黄磷废水中碘，碘的提取率为4.8%～5.8%；单独使用双氧水法，碘的提取率较高，不同浓度的含碘污水，实验得到的提取率略有不同，最高达到90%；吹空气法与双氧水法联合使用，碘的提取率也较高，达到88.6%。所以，从碘的提取率角度看，双氧水法和联合法都是可行的。

表4 双氧水氧化法的提碘率

表5 吹空气法的提碘率

表6 吹空气与双氧水联合的提碘率

2) 单独使用双氧水法提碘，须加热污水至沸腾，能耗较高，且污水碘含量低时碘的提取率偏低。而吹空气与双氧水联合法提碘，污水温度仅加热到80℃就能对低浓度的污水提碘，可以达到较高的提取率。

3) 如何降低提碘温度是本实验能否产业化的关键，下一步考虑如何降低加热温度、以及采用减压蒸发、用热空气代替加热溶液等，可以进一步降低提碘的能耗。

[1] 胡宏，王鑫，王志强.湿法磷酸中碘含量的测定[J].磷肥与复肥，2006，21(4)：71-72.

[2] 胡宏，解田，王景峰，杨三可，汤德元.溶剂浮选法回收湿法磷酸中碘的研究[J].无机盐工业，2008(3)：41-43.

[3] 周鲁.物理化学(第2版) [M].北京：科学出版社，2012：153-186

[4] 朱明华，胡坪.仪器分析（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2008.

[5] 北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室.无机化学（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2002.

文献标识码：A

1671-9905(2015)03-00 -

2013年贵州省大学生创新训练计划（项目号201310670008）

周骏宏，教授，E-mail：zuhzoj@yahoo.com.cn 电话：0854-8737129

2015-01-16