Технология йода

Растворимость кислорода в исходных рассолах достаточна для окисления содержащегося в них иодида до элементного иода (2,5* 10 ^-3 г-экв/л). Растворимость оксида азота в рассолах несколько ниже (0,6-10 ^-4 г-моль/л). Кинетические исследования показывают, что скорость окисления I^- в присутствии оксида азота не зависит от концентрации растворенного кислорода и зависит от концентрации NO, I^- и pH раствора:

Cnh 352

Процесс протекает в две стадии. В первой стадии оксид азота окисляется кислородом до промежуточного соединения (вероятно, HN0₂), а во второй стадии происходит окисление иодида соединением HN0₂. Вторая стадия является лимитирующей, определяющей суммарную скорость всего процесса по схеме:

352-353

При сопоставимых концентрациях NaN0₂ и NO скорости реакции окисления иодида примерно равны. При pH 1,5 в 2,5 н. NaCl и концентрации иодида 50 г/м³ в течение 15 мин реакция протекает на95,5 - 96%.

Окисление иодида озоном. Использование озонированного воздуха  в качестве окислителя исключает применение химических реагентов в процессе выделения иода из буровых вод. В слабокислой среде (кислотность 1—3 мг-экв/л) достигнуто окисление 79 — 84% содержащегося в буровых водах иодида. В лабораторных условиях из буровых вод получен иод путем окисления исходного иодида озоном до иодита с последующей реакцией последнего с иодидом в кислой среде.

Воздушно-десорбционный способ получения иода. Воздушно-десорбционный способ получения иода из буровых вод идентичен и основан на том же принципе, что и способ извлечения брома, и отличается лишь отсутствием стадии очистки от хлора. Это дает возможность предприятиям использовать оборудование как для получения иода, так и брома.

Схема процесса состоит из стадий: очистка буровой воды от примесей; подкисление буровой воды; выделение иода; десорбция иода воздухом; абсорбция иода из иодо-воздушной смеси; выделение элементного иода из концентратов, полученных в процессе поглощения иода.

Воздушно-десорбционный способ может  быть использован и для извлечения иода из щелочных вод. Система отличается лишь тем, что из нее исключается  стадия подкисления.

Воздушно-десорбционный способ получения  иода прост и менее трудоемок, аппаратура компактна, что позволяет  легко автоматизировать технологический процесс. Способ обеспечивает получение качественного целевого продукта. Эффективность производства повышается особенно  при использовании исходных растворов с повышенным содержанием в них иода и проведение процесса при повышенных температурах.

Согласно схеме получения иода (рис. 7.3), исходные отфильтрованные иодсодержащие рассолы (буровые воды) из приемной емкости 1 перекачиваются насосом 2 в нижнюю часть хлоратора 3. Туда же из напорной емкости 4 поступает серная кислота и хлорная вода, образующаяся в смесителе 6 путем смешения воды из приемной емкости 7, и отфильтрованный в фильтре 5 хлор. В нижнюю часть хлоратора поступает также серная кислота из напорной емкости 4. Подкисление буровой воды ведут серной или хлороводородной кислотой. Независимо от виде кислоты подкисление исходной буровой воды проводят до pH 2—3,5. Затем вводят окислитель — хлорную воду.

Хлоратор 3 представляет собой полый цилиндрический аппарат, в котором для перемешивания установлены диафрагмы. В процессе хлорирования соблюдается хорошее перемешивание реагентов и небольшая концентрация окислителя — не более 2 г/л активного хлора. Превышение указанного предела приводит к локальному переокисле- нию Г до IOj.

Окисленные в хлораторе 3 буровые воды поступают в десорбци- онную башню 5, где растворенный иод извлекается встречным потоком воздуха. Процесс десорбции осуществляют в башнях с насадкой при скорости воздуха 0,5—1 м/с (считая на полное сечение башни). Количество затрачиваемого воздуха зависит от давления пара иода над рассолом и всегда меньше, чем больше содержание иода в буровой воде, выше температура и ниже ее соленость (рис. 7.4).

Содержание иода в отходящей  из десорбера 8 паровоздушной смеси колеблется в пределах от 0,05 до 0,25 мг/л, при этом расход воздуха в 1,1—1,8 раза больше теоретического. Степень десорбции обычно составляет 92 — 97%.

В составе образующегося в десорбере иодовоздушной смеси кроме иода содержатся и другие вещества, обладающие заметным давлением пара над рассолом. В процессе извлечения иода из кислой буровой воды в иодовоздушной смеси содержатся диоксид углерода

 

Получение. Иод добывают из вод нефтяных и газовых месторождений, а также маточников селитренного произ-ва. Минерализованную воду, содержащую 0,001-0,01% иода в виде иодидов, подкисляют серной или соляной к-той до рН 2,5-3,5 и обрабатывают Сl₂ или р-ром NaNO₂ для выделения элементного иода, к-рый затем адсорбируют активным углем или анионитом. Из вод с повыш. т-рой ( > 40 °С) выделившийся иод выдувают воздухом (воздушно-десорбц. способ). Насыщ. иодом уголь промывают р-ром NaOH, причем образуется р-р NaI и NaIO₃. Из насыщ. анионита иод извлекают смесью р-ров Na₂SO₃ и NaCl. Из полученных такими способами р-ров, содержащих 2-3% NaI, действием H₂SO₄ и окислителя (напр., хлора) выделяют элементный иод. По воздушно-десорбц. методу воздух, содержащий пары иода, смешивают с SO₂. Из образовавшейся в присут. влаги смеси HI (ок. 10%) и H₂SO₄ выделяют элементный иод действием хлора. Получаемый из подземных вод иод, загрязненный орг. в-вами, очищают сублимацией или плавлением под слоем H₂SO₄. Маточники селитренного произ-ва, содержащие иод в виде NaIO₃, для выделения элементного иода обрабатывают SO₂. В очень небольших кол-вах иод получали из морских водорослей, для чего их сжигали, золу выщелачивали водой и из полученного р-ра выделяли иод под действием окислителей.  
Определение. Для качеств. обнаружения I^- р-р подкисляют серной к-той, выделяют элементный иод действием NaNO₂ и добавляют крахмал (синее окрашивание) либо экстрагируют орг. р-рителем, напр. СНСl₃ или ССl₄. В присут. I₂ орг. слой окрашивается в розово-фиолетовый цвет. Своб. иод определяют количественно титрованием тиосульфатом Na. В отсутствие др. галогенид-ионов I^- определяют аргентометрически (титрованием AgNO₃). В присут. Сl^- или Вr^- сначала окисляют I^- до I₂ нитритом Na или др. окислителем, затем экстрагируют иод орг. р-рителем и титруют экстракт тиосульфатом Na. По др. способу I^- окисляют, напр. NaClO, до IO₃^-, добавляют KI и H₂SO₄ и титруют выделившийся I₂ тиосульфатом Na.  
Применение. Иод используют для получения неорг. и орг. иодсодержащих соед., как акцептор водорода при дегидрировании предельных углеводородов, катализатор в орг. синтезе, антисептик и антитиреоидное ср-во в медицине. Применяют для иодидного рафинирования металлов (напр., Ti, Zr, Hf), как реагент в иодометрии. Искусств. радиоактивные изотопы ¹²⁵I (T_1/2 60,2 сут), ¹³¹I (T_1/2 8,05 сут), ¹³²I (T_1/2 2,26 ч) используют в медицине для диагностики заболеваний и лечения щитовидной железы. Мировое произ-во иода ок. 15 тыс. т/год (1981). Иод ядовит, его пары раздражают слизистые оболочки; ПДК в воздухе 1 мг/м³. При частом воздействии иода на кожу возможны дерматиты. Попавший на кожу иод смывают р-ром Na₂S₂O₃ или Na₂CO₃. Иод открыт Б. Куртуа в 1811.  
=== 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исп. литература для статьи «ИОД»: Ролстен Р. Ф., Йодидные металлы и иодиды металлов, пер. с англ., М., 1968; Позин М. Е., Технология минеральных солей, т. 1, 4 изд., Л., 1974, гл. VIII; Ксензенко В. И., Стасиневич Д. С., Химия и технология брома, иода и их соединений, М., 1979; Downs A. J., Adams С. J., The chemistry of chlorine, bromine, iodine and astatine, Oxf., 1975. В. И. Ксензенко, Д. С. Стасиневич.