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离子交换膜法制碱用盐水除碘



  国内外的制碱工艺主要有隔膜法、离子交换膜法、苛化法、水银法等,其中离子膜法具有综合能耗低、液碱浓度高、氯氢纯度高、环境污染小等优点,在世界烧碱生产技术中所占份额从1994年的29%发展到了2010年的64%,渐成为世界制碱行业的主流技术。离子交换膜渐成为世界制碱行业的主流技术法制碱生产中盐水的质量是整个工艺的关键,直接关系到电解槽的耗电量和离子膜的使用寿命,而耗电量和膜占烧碱成本比例较大,因此,控制盐水质量是氯碱企业运行管理的关键之一。

  粗盐水中的碘在电解时,会在离子膜中被氧化为高碘酸根(文中用H2IO63-表示,因为在不同碱度的溶液中,高碘酸根结合氢离子数及所带电荷不同)并与电解液中的Na、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等生成难溶性的高碘酸钠、高碘酸钙、高碘酸镁、高碘酸钡、高碘酸锶等沉淀,即使Ca、Mg、Ba、Sr等的含量极低,也会与其形成沉淀,聚积于离子膜中,破坏膜中羧酸层结构,使膜寿命缩短。

  目前,针对盐水中碘的去除问题,研究中采用的工艺方法借鉴了碘的工业化生产方法—空气吹出法和树脂吸附法,主要包括氧化吸附法、氧化吹除法和还原吹除法。

  原盐中的碘以碘离子(I-)形式存在。在一次盐水精制过程中,一般会加入烧碱(NaOH)和纯碱(Na2CO3),用以除去盐水中大量的Mg2+和Ca2+,其间碘离子(I-)形态基本不发生变化。氧化吹除法和氧化吸附法均是针对这个阶段的盐水实施除碘。其原理是,在盐水中加入酸(一般为盐酸)和氧化剂(如双氧水、氯气、次氯酸钠、氯酸钠、氯化铁等,选择原则是尽量不引入其它杂质),将碘离子(I-)氧化为碘单质(I2),然后采用鼓入热空气的方法将碘单质(I2)吹离盐水体系,或者采用吸附剂(如活性炭、阴离子交换树脂、分子筛、白土、硅藻土、高岭土等)吸附除去。




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