199350. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás kálium-jodid előállítására
1 HU 199350 B 2 A találmány tárgya javított eljárás kálium-jodid előállítására, ahol első lépésben vasforgácsot és jódot reagáltatunk finom eloszlású aktivszén jelenlétében, majd második lépésben a vas(II)-jodidot reagáltatjuk kálium-karbonáttal 90-100 °C-on, végül a reakcióelegy pH-ját kálium-karbonáttal vagy hidrogén-jodiddal 8,5 és 9 közötti értékre állítjuk be. Ismeretes, hogy a kálium-jodid ipari szempontból rendkivül fontos só, ezért előállításával már korábban is foglalkoztak. Ismeretes továbbá, hogy a kálium-jodid nagyüzemi előállítására két módszert alkalmaznak. Az egyik általánosabban használt módszer lényege, hogy a jódot kálium-hidroxiddal, kálium-karbonáttal vagy kálium-hidogénkarbonáttal vizes közegben reagáltatják, és a kálium-jodid mellett képződött kálium-jodátot redukálják. Ilyen eljárásokat Írnak le pl. a 2 828 184 sz., a 3 132 068 sz. és a 3 431 068 sz. USA-beli, a 104 772 sz. NDK-beli, a 497 233 sz., az 560 825 sz. és az 1 224 257 sz. szovjet szabadalmi leírások, a 2 278 053 sz. német és a 61 48 403 sz. japán közrebocsátási iratok, és ilyen eljárást ismertet V. N. Nyegovan cikke az Arhiv Kem.-ben [21, 210-14 (1949)] is. A szükséges redukciót hidrazinnal, vassal, nátrium-tioszulfáttal, formiátokkal, hangyasavval vagy formaldehiddel végzik. A módszer legfőbb hátránya, hogy a jódnak legalább 15-20%-a jodáttá alakul, amit jodiddá kell redukálni. Ez azonban csak újabb technológiai művelettel, jelentős mennyiségű redukálószer felhasználásával és így csak többletköltség árán valósítható meg. A másik módszer lényege, hogy a jódot első lépcsőben vasforgáccsal reagáltatják vizes közegben, és az igy képződött vas-jodidot kálium-karbonáttal reagáltatják. Ilyen eljárásokat ismertetnek C. Litenau [Am. Sei. Univ. Jassay I, 30, 160-63 (1948)], F. Chemnitius [Chem. Ztg. 51, 587-8, 608-9 (1927)] és az Ulmann-féle enciklopédia (Encyklopádie der chemischer Technologie) 13. kötetének 425. oldala. E módszer jelentős hátránya, hogy a kémiai reakciók során kisebb-nagyobb mennyiségben kálium-jodát is képződik, ami mérgező, igy igen károsan szennyezi a terméket. A találmány célja az eddig ismert eljárások hátrányainak kiküszöbölésével olyan gyártási eljárás biztosítása, amely egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé jodátmentes kálium-jodid előállítását. A találmány alapja az a felismerés, hogy amikor vizes közegben vasforgácsot és jódot reagáltatunk, majd az igy képződött vas-jodidot kálium-karbonáthoz adagoljuk, jodátionoktól mentes, nagytisztaságú és stabilis kálium-jodid oldat képződik, ha a reakciót finom eloszlású aktivszén jelenlétében folytatjuk le. Ez a felismerés azért meglepő, mert annak ellenére, hogy a vasforgács 1- -5 tX szenet is tartalmaz, nem biztosítja a jodátmentes termelést. A fentiek alapján a találmány javított eljárás kálium-jodid előállítására, ahol első lépésben fölös mennyiségű vasforgácsot reagáltatunk jóddal vizes közegben 50-100 °C hőmérsékleten, majd második lépésben a keletkezett vas(II)-jodidot reagáltatjuk kálium-karbonáttal 90-100 °C-on, végül a reakcióelegy pH-ját kálium-karbonáttal vagy hidrogén- jodiddal 8,5 és 9 közötti értékre állítjuk be. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a vasforgácsot és a jódot a jódra vonatkoztatva 0,1-5 tómegX, előnyösen 1-2 tőmegX finom eloszlású aktivszén jelenlétében reagáltatjuk, ahol a vas és a jód mólarányát 1,1 - 1,4 : 2, előnyösen 1,25-1,35 : 2 értéken tartjuk. A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: a) Egyszerű és olcsó módon teszi lehetővé nagytisztaságú, kálium-jodát mentes kálium-jodid előállítását. b) Technikai jód közvetlen felhasználását is lehetővé teszi. c) Optimális fajlagos jódfelhasználást tesz lehetővé. d) Az eljárás során gyakorlatilag nem képződik hulladék, ezért az eljárás környezetkímélő. e) Nagyüzemi technológiaként is könnyen és olcsón megvalósítható. A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példákkal mutatjuk be. 1. példa Keveróvel, hőmérővel és visszafolyató hűtővel ellátott egyliteres lombikba bemérünk 18 g technikai vasforgácsot, 0,6 g (techikai jódra vonatkoztatva 1 tömegX) finom eloszlású aktivszenet és 400 ml ioncserélt vizet, majd állandó keverés közben 50-60 °C-ra melegítjük. Ezután egyenletes ütemben kb. 30 perc alatt beadagoluk 60 g technikai minőségű jódot, ami kb. 1,35 : 2 vas-jód mólaránynak felel meg. Adagolás közben a reakcióele g y hőmérséklete 70-80 °C-ra emelkedik. A reakcióelegy hőmérsékletét állandó keverés közben egy órán keresztül ezen az értéken tartjuk, majd 90-100 °C-ra emeljük, és további egy órán keresztül ezen az emelt értéken tartjuk. A kapott zavaros oldatot 50- -60 °C-ra hütjük, és intenzív keverés közben 32,5 g (kb. sztöchiometrikus mennyiségű) vizmentes kálium-karbonát 75 ml vízzel készült, 95-100 °C-os oldatához adagoljuk. Eljárhatunk úgy is, hogy a kálium-karbonát oldatát adagoljuk a vas(II)-jodid oldat 95- -100 °C-os oldatához. A csapadékos oldatot intenzív keverés közben 30 percen át ezen a hőmérsékleten tartjuk. A reakcióelegy végső pH értékét kálium-karbonát vagy hidrogén-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
