[发明专利]湿法磷酸生产中回收磷矿伴生高化合价碘制备碘酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磷矿中伴生碘资源的回收利用方法，具体地说是一种湿法磷酸生产中回收磷矿伴生高化合价碘制备碘酸盐的方法。

背景技术

碘资源是世界稀缺资源之一，是国家的重要战略物质。磷矿中伴生碘主要以负一价碘和高化合价碘酸盐形态存在。负一价碘主要赋存在氟磷灰石Ca₅[PO₄]₃F或碳氟磷灰Ca₅[PO₄,CO₃(OH)]₃(F,OH)中；而高化合价碘酸盐则多是H⁺/Na⁺/K⁺/Ca²⁺等阳离子与[IO₃^-]生成的碘酸复盐形式存在。

据报道：寒武纪海相沉积矿磷矿中的碘主要以NaIO₃/KIO₃/Ca(IO₃)₂以及KH(IO₃)₂等高化合价碘酸盐复盐形态赋存在胶磷矿中。磷矿伴生碘含量非常低，一般在16～35ppm左右，但储量巨大。因此，研究回收于磷矿中生碘具有十分重要的意义。

目前，有技术人员研究从磷酸生产回收磷矿中伴生碘。比如，专利号为ZL03135817.9的专利文献公开了一种从含碘磷矿石生产磷产品时产生的循环水、废水、废气等含碘废弃物中提取碘的方法。专利号为ZL200510003058.2专利文献公开了一种利用湿法磷酸工艺从含碘磷矿生产的稀磷酸中提取碘的方法。

上述研究仅限于回收磷酸中的负一价碘。

申请人研究发现，在湿法磷酸生产中，用硫酸浸出磷矿时，磷矿中的高化合价碘酸盐可以直接进入液相磷酸中，呈强氧化态。因此，用上述专利200510003058.2提供的方法，不能将磷酸中的氧化态碘还原成游离的I₂分子，从而不能回收磷矿中的这种碘。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种湿法磷酸生产中回收磷矿伴生高化合价碘制备碘酸盐的方法，既可以解决磷肥生产过程中磷矿伴生的碘酸复盐无序排放造成的环境问题，又能够变废为宝，直接得到相应的碘。

申请人研究发现，在磷矿浸出过程中，采用还原浸出磷矿工艺，可以使磷矿中的高化合价碘酸复盐还原成游离的I₂分子，再利用现有磷酸生产工艺中的磷酸浓缩工艺从磷酸中分离游离I₂分子，使游离I₂分子进入气相后回收，直接生产碘。

根据上述研究，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

(1)在酸解工序，向磷矿浆酸解槽中连续或间隙地通入气体SO₂，以磷矿浆体积比计算，每1M³磷矿浆中通入30～300mg气体SO₂；

(2)在磷酸浓缩工序，用浓度为0.1～7.0g/l的亚硫酸洗涤液循环洗脱进入气相中的游离I₂分子，得到含碘循环洗涤液；

(3)将步骤(2)得到的富含碘化氢的循环洗涤液浓缩，直至浓缩液中碘化氢浓度升至20～150g/l；

(4)取步骤(3)所得浓缩液的上清液，向上清液中加入过量的重量百分比浓度为1～3％的Ba(OH)₂溶液，过滤；

(5)向步骤(4)得到的过滤液中加入过量的氯气；

(6)向步骤(5)所得溶液中加入过量的氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠或碳酸钾，过滤，得到固相的相应碘酸盐。

上述各步骤的主要化学反应有：

NaIO₃+SO₂→I₂+Na₂SO₄

I₂+SO₂+H₂O→HI+H₂SO₄

Ba(OH)₂+H₂SO₄→H₂O+BaSO₄

HI+Cl₂+H₂O→HIO₃+HCl

HIO₃+NaOH→NaIO₃+H₂O