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 雷學聯(lián)，宋錫高

（1.甕福（集團）有限責任公司，貴州福泉550501；

 2．貴州省黔南州化工協(xié)會，貴州都勻558000）

 摘要：全球碘產(chǎn)量的90%左右集中在智利和日本。目前日本碘產(chǎn)能約為9 400 t/a，在碘化工行業(yè)占有重要地位，其生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)營策略對全球碘化工的發(fā)展頗具影響。本文介紹了日本碘資源、生產(chǎn)方法、經(jīng)營銷售、回收碘等方面的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。

  關(guān)鍵詞：日本碘；資源；生產(chǎn)經(jīng)營

1全球碘生產(chǎn)現(xiàn)狀

  全球每年碘產(chǎn)量約為35 000—40 000 t，主要產(chǎn)區(qū)有智利、日本、土庫曼斯坦、阿塞拜疆、中東地區(qū)等。現(xiàn)在90%左右的產(chǎn)量集中在智利和日本地區(qū)。

  其中，智利碘產(chǎn)能為22 400 t/a，碘生產(chǎn)企業(yè)主要有：SQM公司產(chǎn)能為11 000 t/a；Cosayach公司產(chǎn)能為5 000 t/a；ACF公司產(chǎn)能為2 400 t/a；AtacamaMinera公司產(chǎn)能為1 500 t/a。2012年后新建的Bullmine公司產(chǎn)能為1 000 t/a、ACF與Toyota合資公司1 500 t/a。智利碘的生產(chǎn)主要從硝石礦中提取，在生產(chǎn)硝酸鹽的過程中，把碘從硝酸鹽礦中分離出來。

 而土庫曼斯坦、阿塞拜疆及中東地區(qū)主要以鹵水生產(chǎn)碘為主，生產(chǎn)點比較分散，產(chǎn)量不大，質(zhì)量也不穩(wěn)定，每年碘生產(chǎn)量達3 000—5 000 t。

 碘資源另一個新的來源就是磷礦伴生碘，磷礦中雖然碘含量不高，但總體量比較大，隨著磷礦開采和加工技術(shù)的不斷發(fā)展，每年全球開采加工的磷礦伴生的碘達千噸以上。

2  日本碘生產(chǎn)情況

2.1碘資源

 日本碘主要產(chǎn)自日本的關(guān)東地區(qū)，原料為地下鹵水，在開采水溶性天然氣的同時提取鹵水中的碘。日本從1965年開始從地下鹵水中回收碘，日本現(xiàn)在地下鹵水碘含量為0. 090~0.120 g/L。地下鹵水深度為500—2 400 m，因為地表下沉，開采量不可能再擴大，以現(xiàn)在的開采速度，大約還能開采200年。

 回收碘是日本另一大碘資源。每年從用碘企業(yè)的含碘廢水、廢渣、廢氣中回收3 000 t左右的碘。

 日本雖然是碘資源大國，但受到地表下沉等地理環(huán)境的限制，日本政府對碘生產(chǎn)企業(yè)在水溶性天然氣礦床的取水和排水方面做出了嚴格的限制，基本上無法再擴大產(chǎn)量。隨著碘需求量的不斷擴大，日本碘生產(chǎn)企業(yè)正在尋求新的碘原料來源。

2.2碘產(chǎn)量

 至2014年底，日本每年碘產(chǎn)量為9 400 t左右。主要生產(chǎn)碘的企業(yè)有8家：依勢化學公司，每年3 000 t左右；合同資源公司，每年2 200 t左右；其他的有關(guān)東天然瓦斯開發(fā)公司、日本天然氣公司、日寶化學公司、INPEX（原帝國石油）公司、東邦地球公司和日本能源石油開發(fā)公司。

2.3碘標準

日本碘目前是世界上最好的工業(yè)化碘，其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，雜質(zhì)含量（質(zhì)量分數(shù)，下同）低，能滿足多行業(yè)對高品質(zhì)碘的需求。日本碘標準及分析方法見表1。

2.4碘生產(chǎn)方法

 日本碘的生產(chǎn)方法主要有活性炭吸附法、離子交換法和空氣吹出法。

2.4.1  活性炭吸附法

 日本早期碘的生產(chǎn)主要從海藻浸泡液中提取。用氧化劑把海藻浸泡液的碘氧化成分子碘，然后用活性炭吸附。吸附飽和后的活性炭用堿液洗滌，把碘洗滌到堿液中，洗滌到堿液中的碘用氧化劑氧化，即可得到粗碘，粗碘精制后得到精碘。

被活性炭吸附后的廢水返回到海藻浸泡工段，用于浸泡海藻。用堿洗滌后的活性炭可重復(fù)吸附使用。工藝流程見圖1。

2.4.2  離子交換樹脂法

離子交換樹脂法是利用強堿型陰離子交換樹脂吸附溶液中的碘，在樹脂上形成多碘離子，從而使碘與其他成分分離。離子交換樹脂法制碘的流程如圖2所示。

 首先使原料液進入澄清池并經(jīng)過濾除掉機械雜質(zhì)，以免造成離子交換柱堵塞。經(jīng)酸化、氧化后的原料液進入吸附柱．已吸附碘的飽和樹脂在洗脫柱中用NaOH溶液Na2 S03溶液作為洗脫液。洗脫液把碘洗脫下來后進入析碘器，再在析碘器中加入氧化劑從而使碘析出。分離出的粗碘經(jīng)過進一步精制，得到精碘。

 但是，用此種方法制碘的離子交換樹脂使用一段時間后，需要用酸或堿進行再生，再生過程中會產(chǎn)生廢水，會增加處理成本。

2.4.3  空氣吹出法

 空氣吹出法是日本伊勢化學公司于1961年首先采用的方法，該方法利用碘易升華進入空氣中，使碘與水相分離。該方法不產(chǎn)生新的廢水，用空氣做萃取劑，大大降低生產(chǎn)成本，更適合大型裝置工業(yè)化生產(chǎn)。此方法是日本目前鹵水生產(chǎn)碘普遍采用的方法。其工藝流程見圖3。

  從地下抽出來的鹵水經(jīng)過天然氣分離，把泥沙沉淀，然后加入氧化劑，把鹵水中的碘離子氧化成碘分子，從塔頂進入到空氣吹出塔，空氣從塔底進入。在塔內(nèi)填料中，氣體把鹵水中的碘吹出來，使碘進入到氣相中，分離碘后的廢水從塔底排出。含碘空氣進入到吸收塔，在吸收塔中用還原劑（NaHSO，溶液）把氣相中的碘分子還原成碘離子，使碘和空氣分離進入到吸收液中。被脫碘后的空氣用風機再抽回到前邊的吹出塔，繼續(xù)吹出鹵水中的碘。吸收液中的碘濃度達到一定濃度后，在吸收液中再加入氧化劑，進入到析碘槽，使碘從溶液中析出，經(jīng)過濾分離，熔融精制造粒，得到精碘產(chǎn)品，空氣吹出法生產(chǎn)碘工藝流程見圖3。

2.5生產(chǎn)成本

  2011年3月份福島核電站受地震影響后，日本電價有所上升，對日本碘的生產(chǎn)成本造成一定影響，目前電價大約為20日元/kWh。鹵水中碘的回收率在95 %以上，則每生產(chǎn)1 t碘需要鹵水約8 700~12 000 m3。水溶性天然氣的溶氣量與壓力和溫度有關(guān)，日本的水溶性天然氣田多屬于埋深較淺的正常壓力和正常溫度，汽水比一般為0.5—3 ffl3lm3。則每生產(chǎn)1 t碘，能產(chǎn)4 350~ 36 000 m3天然氣，所以日本碘生產(chǎn)成本有非常大的優(yōu)勢。

2.6銷售

 日本碘的銷售主要在歐美市場，其次為韓國、中國臺灣地區(qū)，主要客戶有美國GE、西門子等造影劑廠家，同時在LCD和催化劑、制藥、農(nóng)藥、飼料行業(yè)里有廣泛的應(yīng)用。日本是碘生產(chǎn)大國，也是碘消費大國，每年生產(chǎn)的碘大約有一半出口，其他都供日本國內(nèi)消耗，主要在造影劑、LCD偏光片行業(yè)應(yīng)用較多。

 日本碘在中國的銷量比較小，每年總量不到1 000 t。

2.7回收碘

 日本每年有3 000 t左右的回收碘，主要是用碘企業(yè)產(chǎn)生的含碘廢水、廢渣、廢氣中回收的碘。在這方面做得好的主要有合同資源公司，其在回收技術(shù)、回收碘的質(zhì)量都處于同行的前列。因為回收碘需要運輸大量的含碘廢水，合同資源公司根據(jù)不同廢水來源，開發(fā)出多種回收工藝和設(shè)備，把碘回收設(shè)備放置在長期合作的下游用戶工廠內(nèi)，把回收的粗碘再運回廠里精加工，精制得到的碘和鹵水生產(chǎn)的碘沒有差別。此舉使回收碘的生產(chǎn)成本大幅度降低，也減輕了用碘企業(yè)污水處理的成本，這一點很值得國內(nèi)同行借鑒。

3結(jié)語

 降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)，推動日本碘化工生產(chǎn)技術(shù)一直領(lǐng)先在世界前列。在經(jīng)營上，日本碘化工企業(yè)非常注重每個地區(qū)碘生產(chǎn)量和消費量等方面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，根據(jù)市場變化調(diào)整自己的碘產(chǎn)量，以保證碘的市場價格，使自己有最大收益。同時非常關(guān)注新技術(shù)新資源的開發(fā)和利用，尤其在廢水、廢渣、廢氣中碘的回收上，把技術(shù)、經(jīng)營很好地結(jié)合起來，實現(xiàn)環(huán)保、效益最大化，值得國內(nèi)同行借鑒。