盐水中降低碘含量措施的探讨

郭成军

（新疆天业集团天伟化工有限公司，新疆 石河子 832000）

盐水中降低碘含量措施的探讨

郭成军

（新疆天业集团天伟化工有限公司，新疆 石河子 832000）

通过研究氯碱生产中盐水碘含量对工艺系统的影响，并根据实验结果提出一系列处理及解决措施，解决了原系统中出现的工艺控制、操作安全等问题，盐水降低碘含量提供了一条新途径。

盐水；降低；I-；探讨

在实验室及中试装置中，测定了I-(其价位从1+～7-1不等)对盐水二次精制系统鳌合树脂和离子膜氯碱电槽性能的影响，I-作为高分子量卤族元素，在化学反应中表现出多种氧化态，且易受盐水中pH值、游离氯等其他具有氧化性物质的干扰，工业生产中没有特别显著的去除I-的方法。如槽压、电流效率、烧碱中NaCl含量、电能消耗等性能受输入系统的盐水中的I-的影响很微小，通过分析讨论盐水中I-对膜式电解槽、二次盐水精制系统鳌合树脂等重要设施性能的影响，同时得出经过测试后的I-测量及解决措施、结果，并据实验结果提出一系列处理及解决措施。

1 I-在盐水中的危害

离子膜法氯碱装置的运行性能主要决定于电解槽槽形结构、离子膜材质与结构、系统供给盐水的质量及现场操作条件。在这些因素中，盐水质量决定氢氧化钠质量、槽运行周期、槽电流效率、槽电压、膜性能等的关键因素。目前，一些先进技术装置中精制过滤器、鳌合树脂塔是不可或缺的。盐水中的碘在电解时，会在离子膜中被氧化成高碘酸根，并与电解液中的Na+、Ba2+、Ca2+、Mg2+等生成难容性的高碘酸钠、高碘酸钡、高碘酸钙、高碘酸镁等沉淀物，在电解盐水中的碘可以轻微影响鳌合树脂的吸附能力，这些沉淀物会附着在离子膜上或离子膜中，降低离子膜性能。假若在电解设施中使用质量较高且具有大表面积的活性阴极，槽电压或许不会受影响；但当用含碘量较高的盐水电解时，阴极可表现为槽电压局部发生变化，影响产品质量或中间环节。当将碘脱除后，槽电压又可恢复到原来的相对水平。根据实验结果，如果忽视盐水中碘的存在，即便是使用现有的盐水处理设备和盐水，也不会给生产带来巨大的损失。但是这些沉淀生成的必要条件是在碱性条件下，也就是说在阳极返迁移过来的OH-通过加酸达到有效中和，高碘酸盐沉淀生成条件被破坏；离子膜具有选择透过性，I-通过离子膜是不被允许的，难以在膜中或者阴极侧生成高碘酸盐沉淀，因此一定浓度的I-是离子膜工艺允许的，但需要将其控制在允用范围内以达到工艺要求。

2 盐水中I-含量与Ba2+、Ca2+含量对比

一般I-含量超过1×10-6，才会以高碘酸钠沉淀形式沉积下来影响离子膜电流效率和槽电压，因此从Na+角度影响离子膜电流效率及槽电压的情况不做系统地考虑；在I-含量小于1×10-6的情况下，可将钡和钙沉积下来，因此在树脂塔精制过程中，尽可能降低Ba2+、Ca2+含量来降低I-对离子膜影响，I-含量高的Ba2+、Ca2+离子含量对比见表1。

表1 I-含量高时Ba2+、Ca2+离子含量对比表 10-6

从表1中看出，I-含量均小于1×10-6，所以不与Na+反应，在I-超标的情况下，对应的Ba2+、Ca2+含量较低。I-的影响虽然较小，但需要防止I-的富集。

3 降低盐水中I-含量的措施

自离子膜装置开车以来，在整个盐水精制和电解过程中，都没有有效去除I-的技术方法及措施，而淡盐水也是返回系统运行的，从理论角度讲，I-都在系统内运行，应出现富集现象并使I-浓度不断增加，但在实际生产过程中，这种富集现象表现不是很明显，系统中每一工艺运行环节均可能带走部分I-，可以通过分析工艺控制，通过强化工艺控制措施来消除I-富集现象。

3.1 通过转换I-氧化态来降低其含量

在电解液中，酸性条件下，FeCl3与I-的氧化主要集中在电解槽中，将I-离子氧化生成碘酸根、高碘酸根，返回化盐系统后与钙镁离子反应降低I-含量。因此亚硫酸钠加入量过量不能太多，要精确控制，否则当电解槽将I-离子氧化后，亚硫酸钠又会将其还原，与返回的淡盐水一起进入化盐工序，导致在系统中I-富集。

在实验过程中，盐水系统也出现过假游离氯的现象，导致系统加亚硫酸钠量急剧增加。亚硫酸钠作为还原性物质可将I-还原成碘单质，但是碘单质在系统中无法带走，又被氧化性物质氧化成I-富集于系统中，因此导致盐水中I-超标。脱氯系统亚硫酸钠加入量(t/t碱)图示见图1。

图1 脱氯系统中亚硫酸钠加入量（t/t碱）

从图1看出，从3月29日开始脱氯系统亚硫酸钠加入量急剧增加，I-开始富集，至5月6日ICP样显示树脂塔精制盐水I-超标。因此，正常的工艺控制对于系统中I-的富集是有一定控制效果的，系统中应绝对避免游离氯超标、异常或相关工序的异常。

3.2 改变盐种配比来降低盐水中I-含量

进入原盐系统的原料盐相对于矿业盐I-含量较低，因此，在后续生产中加大I-含量较低的原料盐的使用量，从根本源头上来控制I-含量异常带入系统中，可以在整个工艺系统中I-含量下降时再适当调整源头的盐种配比。

4 结语

虽然盐水中的I-不能有效去除，但是可通过工艺手段降低其在系统中的富集程度，再通过不同盐种掺兑使用来降低原盐中I-的带入量，从而解决了一系列原来系统中出现的工艺控制、操作安全等系列问题，确保生产过程的安全稳定运行。

［1］山口健三.盐水中的汞对离子膜式氯碱装置性能的影响.氯碱工业，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