專利名稱：通過除去銨和碘使堿金屬氯化物水溶液純化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過除去銨和碘使堿金屬氯化物水溶液純化的方法。
同時還通過氧化破壞銨成為分子氮，接著排氣。
電解氯化鈉的水溶液生產(chǎn)氯。
當按照稱之為“膜”的方法進行電解時，需要仔細地純化水溶液以除去氯化鈉中常見的雜質(zhì)，如鈣、鎂和硫酸鹽。例如用碳酸鈉沉淀，然后吸附在樹脂上，在工業(yè)化學Ullmann百科大全，1986年A6卷448頁中介紹了這類方法。根據(jù)氯化鈉溶液的來源，它也可以含有碘化物I-形式的碘。
美國專利4483754說明在膜法中氯化鈉水溶液中存在碘導致膜迅速降解。按照該先有技術(shù)，將在氯化鈉水溶液中存在的碘化物形式的碘(氧化度為-1)氧化成為分子碘的形式(氧化度為0)，然后該分子碘或者吸附在活性炭或陰離子樹脂上或者在一個塔中經(jīng)空氣汽提而由氯化物水溶液中除去。實施例表明因此能夠得到含0.8ppm(實例1)和0.7ppm(實例3)碘的氯化鈉水溶液。在該先有技術(shù)中，這種純化(除碘)方法被認為是足夠了。
歐洲專利申請399588敘述了一種純化氯化鈉水溶液的方法，其中將碘化物氧化成分子碘，并將其吸附在一種離子交換樹脂上，然后在下一步中將銨離子氧化成為分子氮，并經(jīng)空氣汽提由溶液中除去。
這樣得到含有0.2～0.5ppm碘的氯化鈉水溶液。在第2欄24～26行已闡明避免導致生成IO-3陰離子(氧化度為5)的過分氧化是適宜的。
1989年11月公開的IRE NO30732公報說明在氯化鈉水溶液中所含的碘化物形式的碘在電解過程中在電池內(nèi)被氧化成高碘酸鹽，這種高碘酸鹽沉淀在膜上并將其損壞。根據(jù)該公報，在電解之前在溶液中加入鋇，因而形成一種非常不溶的高碘酸鋇特細沉淀。
本申請人發(fā)現(xiàn)當?shù)獾臄?shù)量大時，這種解決辦法并不令人滿意，因為沉淀趨向于聚積在膜上并且降低其性能。因此對于膜電解法來說，必需盡可能降低碘的量。前面所提到的先有技術(shù)表明，應該用樹脂除去碘?，F(xiàn)在本申請人已發(fā)現(xiàn)將碘氧化成高碘酸鹽然后通過過濾除去該高碘酸鹽則是更加簡單而且有效的。這樣得到一種最多含0.1ppm碘的氯化鈉水溶液，它可以進行電解而不會損壞電解池中的膜。
因此，本發(fā)明是一種純化含碘的堿金屬氯化物水溶液的方法，其中將碘氧化至氧化度為7，即呈高碘酸鹽形式，然后除去該高碘酸鹽。
碘的氧化作用，即碘化物、碘或碘酸鹽的氧化作用是在任何pH下用活性氯進行的。為了用活性氯進行氧化，在溶液中注入氯、氯水或一種次氯酸鹽如次氯酸鈉水溶液就足夠了。在氧化之后可以測氧化-還原電勢。氧化劑的量應至少略超過將碘化物氧化成高碘酸鹽的化學計量。實際上，對于氧化存在于鹽水中并對氧化劑具有還原能力的其它化合物來講，最好是相對于該化學計量而言大量過量。這種氧化可以在環(huán)境溫度下進行，但是為了使反應更快，最好至少在60℃下操作。碘氧化成高碘酸鹽的氧化動力學是很快的。為了提高生成碘沉淀的速度，最好在高于40℃下氧化至氧化度為7。于60℃下，經(jīng)過幾分鐘之后，生成所希望的沉淀。為了達到合適的效率，最好等20～90分鐘。
根據(jù)本發(fā)明的方法，將碘氧化成IO-4離子形式，即呈高碘酸鹽形式。為了盡可能完全地得到高碘酸鹽沉淀，較好是在堿性介質(zhì)中，最好是pH為11～13。pH可以用堿性劑如堿來調(diào)節(jié)?？梢砸匀魏未涡蚣尤胙趸瘎┖蛪A性劑。
該堿金屬氯化物溶液最好含有至少一種鋇、鈣、鍶或鎂陽離子以形成高碘酸鹽。因此，對堿金屬氯化物粗水溶液，即在根據(jù)在Ullmann的先有技術(shù)中所介紹的普通純化方法除去鈣、鎂等……之前，進行除碘純化處理。只要進行了這些碳酸鋇處理，也可以在普通的除鈣、鎂的純化之后進行本發(fā)明的純化。因此在堿性氯化物水溶液中殘余一些鋇陽離子。通過簡單的過濾、傾析或任何等價的方法或這些方法的任何組合均可除去高碘酸鹽。
在本發(fā)明的處理之后，如果堿金屬氯化物水溶液應通至樹脂上或任何對活性氯敏感的材料上，建議將可能過量的氧化劑破壞掉。這種破壞方法本身是一種已知的操作，可以用SO2來進行。
本發(fā)明還涉及一種方法，其中除了碘外還除去銨。該水溶液也可以含有一些銨陽離子。除去所溶解的銨需要謹慎以避免生成能劇烈分解的不穩(wěn)定的產(chǎn)物NCl3。將銨氧化成分子氮然后通過將該溶液置于真空下或者用一種惰性氣體或空氣在塔內(nèi)汽提來排氣除氮。這種氧化作用本身是已知的，是在pH低于10，最好是pH為6～10的條件下進行。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選形式，將銨和碘同時進行氧化作用。銨的氧化作用在這些pH條件下進行就足夠了，因為這些是最強制的條件。
對于碘和銨來講，有利的是只使用一種氧化劑。最好是用活性氯。
破壞銨所用的活性氯的量最好超過化學計量，優(yōu)選是化學量的1.5～2.5倍。然后排氮，再加入堿性劑例如堿來調(diào)節(jié)pH，以產(chǎn)生高碘酸鹽沉淀，接著如前所述進行操作。
實例1300克/升NaCl鹽水含-20毫克/升 Mg-1.2克/升 Ca-0.12毫克/升 Ba-0.7毫克/升 碘在200厘米3鹽水(pH12)中加入4厘米312.5%次氯酸鈉水溶液;在環(huán)境溫度下將該溶液攪拌2小時。
在微孔(0.22μm)過濾器上過濾后，碘含量不超過0.5ppm。
實例2除了在60℃下進行處理外，其它同實例1。
碘最終含量為0.1毫克/升。
實例3在與前邊實例組成相同的鹽水中加入添加劑至1.9毫克/升碘。在60℃下處理1小時后，pH＝12.5，濾出物碘含量為0.1毫克/升。
實例4在與前邊實例組成相同的300克/升鹽水中加入添加劑至24毫克/升NH3。在200厘米3鹽水中，加入4厘米312.5%次氯酸鈉水溶液，pH值達到10。于60℃下攪拌1/4小時后，將該溶液堿化，并且在pH＝12下保持1小時。
過濾之后，鹽水只含0.1毫克/升碘，氨的氮被破壞至100%。
權(quán)利要求
1.含碘的堿金屬氯化物水溶液的純化方法，其中將碘氧化至氧化度為7，即呈高碘酸鹽形式，然后除去該高碘酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于用活性氯，最好是用次氯酸鹽氧化碘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于通過在堿性介質(zhì)中沉淀除去高碘酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項的方法，其特征在于同時進行碘氧化和銨氧化成分子氮。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于用活性氯，最好是用次氯酸鹽進行氧化。
全文摘要
本發(fā)明是一種含有基本上以碘化物形式的碘的堿金屬氯化物水溶液的純化方法，其中將碘氧化至氧化度為7，即呈高碘酸鹽形式，然后除去該高碘酸鹽。同時還通過氧化將銨破壞成分子氮，接著排氣。
文檔編號C01D3/16GK1067865SQ92104610
公開日1993年1月13日 申請日期1992年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月10日
發(fā)明者F·戴爾馬 申請人:埃勒夫阿托化學有限公司