Способ получения иодидов и иодатов металлов

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения иодидов и иодатов металлов. В реакционную смесь, содержащую гидроксид металла, воду, продукты реакции, йод подают в виде расплава с температурой 115 - 160°С, с массовым расходом в расчете на 1 м<SP POS="POST">3</SP> реакционной смеси в пределах 200 - 1500 кг/ч при интенсивности смешения реагентов, характеризующейся значением модифицированного критерия Рейнольдса в пределах 60 - 4000. Реакционную смесь охлаждают, разделяют кристаллы иодата металла и маточный раствор. Маточный раствор обрабатывают восстановителем, очищают от примесей, охлаждают, кристаллизуют иодид металла. Изобретение позволяет повысить выход по иоду на стадии синтеза с 99,0% до 99,6 - 99,8%, увеличить производительность процесса за счет увеличения скорости введения иода в реакционную смесь с 125 - 150 кг/ч в расчете на 1 м<SP POS="POST">3</SP> реакционной смеси до 200 - 1500 кг/ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 01 В 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР .<ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЮФИЮаюм Ф (21) 4479394/26 (22) 01.09.88 (46) 23.07.91..Бюл. М 27 (72) Д.Г. Ульянов, В.В. Соколов, Л.А, Антоненко, А.А. Рудн и цкая, Н.Е. Роман ько и Б.М. Мильштейн (53) 661.47 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Q 1224257, кл. С 01 В 9/06, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОДИДОВ

И ИОДАТОВ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения иодидов и иодатов металлов. В реакционную смесь, содержащую гидроксид металла, воду, продукты реакции, йод подают в виде расплава с температурой

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения иодидов и иодатов щелочных и щелочноземельных металлов, которые находят применение в качестве химических реакти-вов, в фармакопее. в производстве фотоматериалов.

Цель изобретения — повышение выхода по иоду и увеличение производительности процесса.

Пример 1. Получение йодида калия.

Исходный йод загрязнен органическими и неорганическими примесями (lz 86,0 $. органические примеси 0.20 $, зола 0.17 $. нелетучие 0,37 $, вода до 100 ф,). Для очистки йода его подвергают плавке под слоем серной кислоты при 150 С. Расплав йода имеет состав:32 99,5 $, органические при,» ЫЛ„„1664739 А1

115-160 С, с массовым расходом в расчете на 1 м реакционной смеси в пределах 2003

1500 кг/ч при интенсивности смешения реагентов, характеризующейся значением модифицированного критерия Рейнольдса в пределах 60-4000. Реакционную смесь охлаждают, разделяют кристаллы иодата металла и маточный раствор. Маточный раствор обрабатывают восстановителем, очищают от примесей, охлаждают, кристаллизуют иодид металла, Изобретение позволяет повысить выход по йоду на стадии синтеза с 99,0 до 99,6-99,8ф,, увеличить производительность процесса за счет увеличения скорости введения йода в реакционную смесь с 125 — 150 кг/ч в расчете на

1 м реакционной смеси до 200-1500 кг/ч. 3 з. и. ф — лы, 1 табл. меси 0,033 (, нелетучие 0,037 $, зола

0,004 ь, Выход йода в расплав 98,0 7(,. а

Гидроксид калия используют квалифи- 0 кации х.ч в аиде раствора с массовой долей р

18,4 $ КОН. Процесс синтеза ведут при расходе расплава 800 кг/ч; температуре расплава 150 С, значение критерия Рейнольдса (Иец) - 600.

Полученная в результате синтеза реак- Q ционнаа масса содержит К5 31.9 т . а °

КЗОэ 8,2 $. 12 0,4 .

Выход по йоду на стадии синтеза составляет 99,8 .

Реакционную массу при 60-70 С обрабатывают муравьиной кислотой, 86,0

НСООН, взятой в количестве 96 $ от стехиометрии по отношению к йодату и йоду. В полученном растворе примеси йодата и йода полностью восстанавливают кипяче1664739 нием с металлическим железом. Примеси сульфат-иона очищают обработкой раствора гидроксидом бария при стехиометрическом соотношении реагентов, температуре

100 С, выдержке после обработки в течение 1,5 ч. Примеси тяжелых металлов из раствора осаждают раствором гидроксида калия при 95 С до достижения рН 10,8, Раствор йодида калия отфильтровывают от шлама, упаривают до концентрации 80 $

IQ, охлаждают до 25 С, выкристаллизовывают. йодид калия, который отделяют на центрифуге от маточника и высушивают в сушилке кипящего слоя при 140 С. Получают. продукт, соответствующий квалификации ч.д.а, выход по йоду (с учетом ., доизвлечения из маточника) составляет 98,4 в расчете на йод в расплаве.

Суммарный выход по йоду в расчете на исходный некондиционный йод 96,4 ",ь.

Пример 2. Получение йодида и йодата калия. Процесс ведут в соответствии с примером 1.

В реактор вводят 99,0 кг раствора гидроксида калия с массовой долей 45 7; К0Н .„ и 10 кг расплава. йода с температурой,150

С со скоростью в расчете на 1 м реакционного; объема 1200 кг/ч. Перемешивание реа.ге нтов ведут с интенсивностью, характеризующейся заец = 600. Полученную реакционную смесь охлаждают до 20" С, разделяют на фильтре маточный раствор, содержащий 50 $ КЛ,2,4% КЗОэ,0,2 $ КОН и кристаллы йодата калия. Йодат — сырец промывают на фильтре дистиллированной .водой до концентрации 0,04 g, 3, затем растворяют в дистиллированной воде, очищают от мехпримесей фильтрованием, перекристаллизовы ва ют., высушивают.

Получают 2,17 кг йодата калия квалификации ч.д.а. Промводы от промывки йодата присоединяют к маточному раствору, со. держащему йодид калия с примесями. Маточный раствор обрабатывают муравьиной кислотой, затем довосстанавливают примеси йодида и йода металлическим железом.

Полученный раствор йодида калия далее перерабатывают в соответствии с примером 1.

Получают 6,7 кг Ю марки ч.д.а. Выход по йоду в продукты (КЗ Оз и K3) с учетом дополнительной переработки маточников и доизвлечение 4,5 кг К3 составляет 98,3 %.

Пример 3. Получение йодида бария и йодата бария.

Расплав йода, полученный по примеру

1, с температурой 150 С„дозируют в реактор вместимостью 1,2 дм, в который загружают 0,94 кг Ва(ОН)2 х 8Н20 марки ч и 0,492 кг воды. Вводят 0,744 кг йода в течение 30 мин, расход йода в расчете на 1 м реэкциз

20, гидроксидом металла возрастает настолько резко, что это приводит к существенному

25 снижению концентрации йода с реагирую30

5

55 онного объема составляет 1500 кг/ч, Вец =

=600, После введения йода реакционную массу выдерживают при перемешивании в течение 10 мин, отфильтровывают, промывают, высушивают осадок йодата бария. Получают 234 г Ва(30з) марки ч,д.а.

Фильтрат кипятят с металлическим железом, обрабатывают 0,002 кг Ва(ОН)2 х 8HzQ до рН = 9,0 повторно профильтровывают, упаривают, кристаллизуют, сушат 780 г Ва32х х 2HzO. Продукт соответствует квалификации ч. Выход по йоду в продукты с учетом переработки маточника и доизвлечения 248

r Ba Jzx2H20 составляет 98,0 .

Несмотря на резкое увеличение температуры йода, вводимого в реакционную смесь (упругость паров йода возрастает от

0,068 кПа при 30 С до 52,4 кПа при 160 C), вследствие изменения агрегатного состояния йода и повышения его температуры скорость процесса взаимодействия йода с щей смеси и к практически полному исключению потерь йода за счет испарения из реакционной смеси.

В таблице приведена зависимость выхбда по иоду от параметров процесса..

Как следует из таблицы, при проведении процесса с расплавом йода в пределах параметров предложенного способа выход по йоду на стадии синтеза повышается на

0,8 — 0,5 ф, за счет исключения потерь йода при дозировании и вследствие испарения, скорость процесса повышается в 1,5 — 10 раз по сравнению с прототипом за счет изменения агрегатного состояния и температуры йода, дозируемого на синтез..При превышении расхода йода, снижении интенсивности смешения или снижении температуры йода по сравнению с предлагаемыми значениями параметров происходит частичная кристаллизация йода в линии подачи или в реакционной массе, что приводит к снижению скорости взаимодействия йода с гидроксидом и к нарушениям устойчивости гидродинамического режима в реакторе.

При превышении температуры расплава йода и интенсивности смешения по отношению к предлагаемым значениям параметров возрастают энергетические затраты без получения дополнительного положительного эффекта. Снижение расхода расплава йода приводит к снижению производительности реакционной аппаратуры.

Повышение интенсивности перемешивания от Яец 4000 до Req 5000 не приводит

1664739

Примечание

Скорость процесса взаимодействия йода со щелочью, кг моль/м ч

Выход по йоду при синтезе.

Интенсивность смещения, Re ч температура йода. С

Агрегатное состо-. яние йоде

Расход йода на

1 м реакционйого ооьемв. кг/ч

Опыт

Кристаллизация йода в линии подачи

Кристаллизация не отмечена

99.5

115

Расплав

120

То-же

6.30

6.30., 6,30

6.30

М.8 .

99,7

99,2

99.6

600 о

150

3.4

Кристаллиавция йода в реакторе

Кристаллизацни не отмечено

99,6

То-же

Крисгаллизация йода в реакционной массе

6,30

0,96

99.8

99.0

120

Мелкокриствлличе ский йод (йод-паста )

Кристаллический йод, куски

30 х 40 х 50

Расплав

125

Разовая загрузка

1О, Ta-we

Кристаллизации не отмечено

0.90

0.98 м.о

М.8

15Î

600, 600 600 то-же

99.8, м,7

99,6

1,58

11.60

13.50

12

13

2000

Кристаллизация йода е реакторе

15.

16. 4000

4000 то-же

6.3

11,6

М.8

998

150 150

8ОО

1500.Составитель Л. Крюкова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор 3. Лончакова

Редактор О. Головач

Заказ 2361 . Тираж 295 Подписное

ВНФИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 к повышению выхода по иоду, однако при этом возрастают энергетические затраты на осуществление перемешивания.

Предлагаемый способ позволяет ловысить выход по иоду при синтезе с 99,0 до

99,6, увеличить производительность процесса за счет увеличения скорости введения иода в реакционную смесь с 125-150 кг/ч в расчете на 1 м реакционной смеси до 200э

1500 кг/ч.

Формула изобретения

1 ° Способ получения иодидов и иодатов металлов, включающий взаимодействие иода с гидроксидом соответствующего металла в водной среде при перемешивании, выделение кристаллов иодата металла, отдеЛение кристаллов от раствора иодида металла, обработку раствора

Ь восстановителем, его очистку, отделение от примесей, упарку, кристаллизацию и сушку иодида металла, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода по иоду и

5 увеличения производительности процесса, иод берут в виде расплава.

2. Способ по и 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что массовый расход расплава иода в

10 расчете на 1 м реакционной массы составляет 200 — 1500 кг/ч.

3, Способ по п, 1, отличающийся тем, что расплав иода берут с температурой

120 — 160 С.

15 4. Способ по и. 1, отличающийся тем, что перемешивание реагентов ведут с интенсивностью, характеризующейся критерием Рейнольдса, равным 60-4000.