A new technology for removal of iodine from brine for production of ion-exchange membrane caustic soda
WU Xiaolei，ZHANG Guixiang （ Qinyang Chlor-Alkali Branch，Yuhang Chemical Industry Co． ，Ltd． ， China Haohua Chemical Group Co． ，Ltd． ，Jiaozuo 454002，China）
［5］ 王景刚，冯丽娟，相 湛 昌，等． 碘 提 取 方 法 的 研 究 进 展
3
75
20
5． 0
5
75
21
1． 0
10
80
22
2． 0
1
80
23
3． 0
3
80
24
4． 0
5
80
25
5． 0
8
80
处理后 ρ（ I） /（ μg/L） 370 290 340 630 750 300 330 580 730 590 400 540 670 480 430 420 650 310 390 550 720 300 270 460 620
3
60
3
3． 0
5
60
4
4． 0
8
60
5
5． 0
10
60
6
1． 0
3
65
7
2． 0
5
65
8
3． 0
8
65
9
4． 0
10
65
10
5． 0

1
65
11
1． 0
5
70
12
2． 0
8
70
13
3． 0
10
70
14
4． 0
1
70
15
5． 0
3
70
16
1． 0
8
75
17
2． 0
10
75
18
3． 0
1
75
19
4． 0
达到 2． 5 × 10 － 6 ，远超该项指标 w（ I） ≤1 × 10 － 7 的要 求。
经分析认为： 碘容易与盐水中的钡和钙结合，尽 管盐水中的钙、钡值在指标要求之内，碘、钙、钡的化 合物也会积聚在膜里，破坏膜的羧酸层组织，导致电 流效率下降。
2 项目研发意义
碘开始以 I － 的形式出现在粗盐水中，并随着盐 水进入电解槽，在阳极液中被氧化成 IO3－ ； 随着时间 的推移，可能会影响槽电压［1］。另外，IO3－ 一旦进入 碱性环境中，就会被氧化成 IO4－ ，以阴离子形式在离 子膜上沉积下来； 当 IO3－ 的质量分数超过 1 × 10 － 6 时会与 Na + 形成沉淀，质量分数低于 1 × 10 － 6 时会
1 项目研究背景
昊华宇航沁阳氯碱 2# 系统电解槽电压上升。 为了查明原因，昊华宇航沁阳氯碱委托日本旭化成 公司 对 使 用 了 约 16 个 月 的 旭 化 成 离 子 交 换 膜 F4403D 以及盐水进行了试验室电解性能和杂质分 析。检验报告显示，离子交换膜电流效率为93． 9% ， 约比新膜低 3% ； 离子交换膜中钙、钡、碘积聚非常 多； 盐水中碘（ 以碘元素计，下同） 含量高，质量分数
sodium sulfite and mass concentration of iodine
经折算，预计每年可产生经济效益 60 万元。
参考文献
［1］ 罗静，钟辉，徐粉燕． 从卤水中提取碘的研究进展［J］． 内 蒙古石油化工，2007（ 11） ： 3 － 4．
图 2 温度与碘质量浓度的关系 Fig． 2 Relationship between temperature and
昊华宇航沁阳氯碱研发一种运行稳定、经济可 行的除碘工艺，对氯碱企业降低生产成本、提高市场 竞争力具有重要意义。
3 项目研究内容
3． 1 技术原理 用还原剂将 IO3－ 还原为 I2 ，利用 I2 易升华的特
点，用工业风进行空气吹除，降低盐水系统中的含碘 量。 3． 2 分析方法
目前，国内常用的碘分析方法有氧化还原滴定 法、分光光 度 法、电 感 耦 合 等 离 子 体 原 子 发 射 光 谱 （ ICP） 分析法等，但它们都存在一定缺陷，不能满足 检测要求。
（ 1） 选择合适的还原剂，在最佳的氧化还原电 位和最佳 pH 值的条件下将 I － 或 IO3－ 转换成 I2 。
（ 2） 选择合适的温度，将 I2 从盐水中吹除。 3． 4 试验内容 3． 4． 1 试验药品
出脱氯塔 的 二 次 盐 水，沁 阳 氯 碱 分 公 司 生 产； 质量分数为 31% 的盐酸，500 mL，分析纯，郑州派尼 化学试剂厂生产； Na2 SO3 ，500 g，分析纯，天津市科 密欧化学试剂有限公司生产。 3． 4． 2 试验仪器
Key words： ion-exchange membrane caustic soda； brine refining； iodine removal； air stripping Abstract： The air stripping process for removal of iodine from brine for production of ion-exchange membrane caustic soda was studied． The process conditions including stripping temperature，pH value of brine and concentration of sodium sulfite were investigated． The mass concentration of iodine in the brine treated by the process only once reduced from above 2 μg / L to less than 0． 4 μg / L，thus protecting ion-exchange membrane and creating expected economic benefits of 0． 6 million RMB ￥ per year．
经过分析检测，脱氯塔盐水中碘（ 以碘元素计，
下同） 的原始质量浓度为 1． 55 mg / L。正交试验表
及结果如表 1 所示。
表 1 正交试验表
Table 1 Orthogonal test table
编号 盐水 pH 值 ρ（ Na2SO3） /（ g /L） 温度 /℃
1
1． 0
1
60
2
2． 0
（ 1） 氧化还原滴定法、分光光度法适用于含碘 质量浓度高于 200 mg / L 的分析，不能满足盐水中微 量碘的分析［7］。
（ 2） ICP 光谱法需要配备昂贵的仪器，且碘分析 线较弱，难以实现理想的分析结果。因此，寻找建立 一种简便适用的盐水中微量碘的检测分析方法也是 该研究的重要内容。经过查阅资料，并对比验证，最 后确定碘砷铈催化计时法为检测方法。 3． 3 技术路线
pH 值 5 水平设置为 1． 0、2． 0、3． 0、4． 0、5． 0。
（ 2） 考 虑 到 出 脱 氯 塔 盐 水 的 有 效 氯 含 量，
Na2 SO3 质量浓度 5 水平设置为 1、3、5、8、10 μg / L。 （ 3） 考虑到 I2 的挥发和出脱氯塔盐水温度，盐
水温度 5 水平设置为 60、65、70、75、80 ℃ 。
水碘值先降低后升高，比较合适的质量浓度为 1 ～ 5
学工业与工程，2010，（ 2） ： 122 － 126．
μg / L。这是由于 Na2 SO3 与盐水中有效氯和 IO3－ 反 应，浓度低会造成 IO3－ 不能被还原成单质 I2 ，浓度 高又会把 IO3－ 直接还原为 I － 。
4 结语
本技术用 Na2 SO3 作为还原剂，通过空气吹除法
［关键词］ 离子膜法烧碱； 盐水精制； 脱碘； 空气吹除法 ［摘 要］ 研究了采用空气吹除法除去离子膜法烧碱盐水中碘的工艺技术，并从吹除温度、盐水 pH 值、Na2 SO3 浓度 3 个方面进行了全过程工艺条件考察。该工艺一次可将盐水中的碘质量浓度由 2 μg / L 以上降至 0． 4 μg / L 以 下，保护了离子膜，预计每年可产生经济效益 60 万元。 ［中图分类号］ TQ114． 261 ［文献标志码］ A ［文章编号］1008 － 133X（ 2013） 03 － 0011 － 03
* ［作者简介］ 吴肖磊（ 1986—） ，男，助理工程师，2009 年毕业于陕西科技大学无机非金属材料专业，现于中国昊华化工 （ 集团） 总公司宇航化工有限责任公司沁阳氯碱分公司从事研发工作。
［收稿日期］2012 － 07 － 20
11
檵殝
檵檵檵殝
檵殝
檵檵檵殝 盐水
氯碱工业
2013 年
与 Ba2 + 、Ca2 + 、Mg2 + 生成不溶的 高 碘 酸 镁、高 碘 酸 钙、高碘 酸 钡； 即 使 钙、锶、镁 的 含 量 极 低，膜 中 的 IO4－ 也可以与他们形成沉积，并对电流效率造成不 同程度的影响［2 － 3］。因此，离子膜法烧碱生产对盐 水中的碘含量的要求非常高，须控制在 1 × 10 － 7 以 下。目前，国内氯碱企业盐水精制系统没有除碘装 置，盐水中碘含量都不在控制指标内，长期运行会形 成碘的积累，导致电流效率下降，缩短离子膜的使用 寿命［4 － 5］。
3． 4． 4 数据处理
通过对试验数据进行计算处理，分别得到 pH