[发明专利]有机胺类碘离子吸附剂、其制备方法及应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及化学化工物质分离技术领域，具体涉及一种碘离子吸附剂、其制备方法及应用。

【背景技术】

核反应堆产生的放射性碘若未得到合理处理，或是因核泄漏事故会进入环境，如海洋、河流、地下水等，并最终通过各种循环系统在人体中积累，进入甲状腺而致癌变；碘甲烷助催化甲醇低压羰基法合成的醋酸中不可避免地含有碘化物，这会使以醋酸作为原料合成醋酸乙烯酯反应中所用的金属催化剂中毒失活，降低反应产率；此外，在全卤水制碱工业中，碘化物电解时会以高碘酸盐的形式沉积在离子膜上，导致电流效率减低、离子膜寿命缩短、产量下降。

因此，从核废料中去除放射性碘污染，以及从醋酸、卤水等含碘物中去除碘素成为人们关注的热点。

中国专利CN200710306055.5中提供了从核反应堆提取放射性碘的工艺，采用三氧化二铝或水与氧化锆吸附，并用氨水或者氢氧化钠解吸；美国专利US4615806提出采用具有磺酸基团的大网络强酸性阳离子交换树脂吸附银离子或者汞离子后，清除醋酸中的碘化物，此类树脂主要有Rohm&Haas公司的Amberlyst 15。

然而，采用三氧化二铝或水和氧化锆吸附放射性碘，吸附剂的选择性不高；采用离子交换树脂Amberlyst 15吸附碘时，由于银离子或汞离子会从载银树脂中沥出，工艺还需要除银或汞。

另一方面，碘是一种非常重要的化工资源，广泛应用于食品、医药、农业、感光材料、冶金、军事等领域。我国的碘需求量为3000-4000t/a,且年增长率达20%，但年产量仅为300t，自给率仅为14.2%。碘主要储藏于藻类植物、油气田卤水、盐湖卤水、岩石矿物以及海水中。

目前，我国主要以藻类植物、磷矿、卤水等为原料采用离子交换法或空气吹出法提碘。离子交换法的工艺是：将海藻植物浸出液用盐酸或硫酸酸化、次氯酸钠氧化成分子碘后，再用树脂吸附，吸附后用亚硫酸钠将碘还原为碘离子洗下来。空气吹出法的工艺是：将含碘水溶液用盐酸或硫酸酸化、次氯酸钠氧化成分子碘后，向含碘溶液中鼓入热空气，使碘分子随水蒸气蒸出后用碱液吸收。

然而，离子交换法和空气吹出法工艺中的酸化、氧化工序会改变含碘体系的组分，尤其是空气吹出法对碘源的品位要求较高，这两种工艺均不太适合碘品位较低且组成复杂的卤水体系。所以，目前国内碘的生产主要以海藻和磷矿为原料，而卤水碘资源尚未得到充分开发和利用。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是现有碘吸附剂选择性差、工艺复杂、对碘源品位要求高的缺点。

本发明的技术方案一方面涉及一种有机胺类碘离子吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺、油溶性有机胺、水混合，以形成凝胶液，其中二(γ-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺：油溶性有机胺：水的体积比可以为1：0.1-10：0.2-10；以及将所得凝胶液陈化、水洗、干燥，得到凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂。

一些实施方案中，所述制备方法还可以包括研磨所述凝胶块状的有机胺类碘离子吸附剂，以形成粉末状的有机胺类碘离子吸附剂。

一些实施方案中，所述油溶性有机胺可以为N235、三辛胺、氯化甲基三胺、N1923、1-庚基辛胺、二(4-甲基-2-丙基戊基)胺、N,N-二甲基庚基乙酰胺、1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,-十甲基癸胺、1-(3-乙基戊基)-4-乙基辛胺、二(1-异丁基-3,5-二甲基己基)胺，或它们的任意混合物。

一些实施方案中，所述混合的时间可以为0.5-5分钟。

一些实施方案中，所述陈化的时间可以为2-24小时。

一些实施方案中，所述干燥可以在40-90℃进行3-12小时。

本发明另一方面提供根据本发明的制备方法得到的有机胺类碘离子吸附剂。

一些实施方案中，所述有机胺类碘离子吸附剂可以为凝胶块状、颗粒状或粉末状。

本发明再一方面提供该有机胺类碘离子吸附剂用于碘离子去除和碘离子提取的方法，包括将所述有机胺类碘离子吸附剂置于酸性含碘溶液中进行吸附。

一些实施方案中，所述方法还可以包括再生有机胺类碘离子吸附剂的步骤：用弱碱性水溶液洗脱吸附了碘离子的有机胺类碘离子吸附剂；以及用水洗涤至中性，以得到再生的有机胺类碘离子吸附剂。

一些实施方案中，所述弱碱性水溶液可以为0.005-0.05mol/L的Na₂CO₃或K₂CO₃水溶液。