一种基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法，包括以下步骤：步骤1，排出盐湖沉积物中的孔隙水和赋存于盐湖沉积物中的卤水，得到滤干后的盐湖沉积物；步骤2，将步骤1得到的滤干后的沉积物放入淡水中进行混合搅拌，洗出沉积物中可溶性的后续对铯提取有干扰的离子，然后滤干，得到沉积物；步骤3，利用氯化铵溶液溶浸步骤2得到的沉积物，待沉积物与氯化铵溶液充分反应后，进行固液分离，得到高含铯溶液。本发明专利技术获取高含铯溶液的过程自动化程度高、操作简单、固废排放量少、绿色环保。得到的高含铯溶液中铯含量远高于天然卤中的铯含量，而且钾、钠、钙、镁等离子明显低于天然卤水，有利于后续铯的萃取。有利于后续铯的萃取。

【技术实现步骤摘要】
一种基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法


[0001]本专利技术涉及稀有碱金属
，特别是涉及一种基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法。

技术介绍

[0002]铯作为一种非常贵重的稀有碱金属元素，广泛应用于传统领域中，化工、生物、医药、物理、电子器件和特种玻璃等产业，以及新兴领域中航空航天、新能源和信息科学等产业。全球铯矿资源主要分布在澳大利亚、加拿大、纳米比亚和津巴布韦等国。我国的铯资源主要以花岗伟晶岩型铯矿为主，主要分布在江西宜春、江苏苏州、湖南郴州、湖南衡阳、四川康定、四川金川、四川石渠、新疆阿尔泰可可托海、广东北部等地区。卤水型铯资源主要分布在西藏扎布耶茶卡、青海察尔汗、青海大小柴旦等盐湖以及四川自贡和湖北江汉平原等地区地下卤水中。整体来说，我国铯矿资源较缺乏，且均为伴生矿床，矿石品质较差，经济可行性较低，而且开发利用企业主要依赖于进口国外高品质矿石。
[0003]铷与铯的物理及化学性质非常相似，在用途上也相差无几，绝大多数情况下两者可以相互代替。铷的不同特性使其在不同领域中具有不同作用，如易电离性多用于磁流体发电、离子火箭等；铷原子外层电子的超精细跃迁频率可用于原子钟、卫星导航、计算机通信等；特殊的生化作用可使其在治疗癫痫的镇定剂中起到作用。由于现阶段全球铷需求并不高且与我们日常生活具有一定距离，因此人们在日常生活中很难感受到它的重要性。目前，铷资源处于“产—销”两不旺的尴尬处境，究其原因是因为铷资源的稀缺导致其高昂的价格。由于铷是钾、锂或铯矿中的伴生元素，常作为钾、锂、铯提取时的副产品回收。
[0004]根据铯离子的理化特性，目前分离提取铯的方法主要有沉淀法、吸附法、萃取法等物理化学方法。
[0005]沉淀法是依据铯离子能与某些大分子结合生成沉淀，通过控制反应介质的酸度和沉淀剂浓度等条件，可使铯与其它离子分离。沉淀剂的种类包括杂多酸、络合酸盐、卤化物及矾类化合物等。研究较多的沉淀剂有硅钼(钨)酸、氯铂酸、四氯化锡、三氯化锑、碘铋酸钾、氯化碘、硫酸铝等。研究显示沉淀法提取铯的优点是回收率高但由于沉淀剂价格高昂、过程复杂或生成的沉淀物不稳定等因素的制约而应用很少。
[0006]离子交换法分为无机离子交换法和有机树脂交换法。因为有机树脂的耐热性和抗辐射性差、对高价金属的交换势大等缺点在实际生产上应用价值不大因此研究较少。有些天然矿物或人工合成的无机化合物如天然(人造)沸石、杂多酸、铁氢化物或亚铁氢化物、硅钛化合物等它们具有较大的孔体积和比表面积且由于其分子孔径与铯离子直径相匹配铯离子可与某些正一价阳离子发生离子交换从而被吸附于这些矿物或化合物上而富集，因此离子交换法被认为是一种比较有应用前景的方法。
[0007]溶剂萃取法是近年来研究较多、应用较广、进展较快的一种分离技术。由于铯离子可与某些大分子有机试剂上的一价阳离子发生交换或与某些有机化合物发生络合反应因
此可以从无机相进入有机相从而与卤水中其它离子分离。对铯离子具有较好萃取性能的有机试剂包括酚纯试剂、冠醚、二苦胺及其衍生物等。
[0008]盐湖卤水提铯工艺相对简单可降低生产成本。固体矿物提铯要经过磨碎、浸提、提纯的过程而盐湖卤水中的铯已存在于液相中只需要进一步分离和富集。我国青海、西藏地区含铯盐湖资源丰富尤其是当盐湖中钾、锂、铷、铯等资源综合开发利用时更可大大降低成本，但是盐湖卤水铯资源丰富但目前开发利用为空白。
[0009]目前提取和分离铷的技术主要有以下4种：一是分步结晶法，即利用溶液中物质溶解度差异而分步结晶的原理来分离和提纯物质，例如，从含铷锂云母或铯榴石等含铷矿物中提取铷及其化合物，但作为一种传统方法，现代工业生产已经很少应用；二是沉淀法，铷离子能与某些阴离子反应产生沉淀，通过控制沉淀的条件，如浓度、酸度等，可有效地分离铷与其他杂质，达到回收铷及铷盐的目的，此方法可用于粗产品的进一步提纯，由于盐湖卤水中铷的含量较低，因此很少应用沉淀法从卤水中提取铷，由于沉淀剂价格高、沉淀物的稳定性一般，此法在工业界应用并不广泛；三是离子交换法，是从卤水等液态资源中提取铷的重要手段，利用离子交换剂(离子筛分材料)中的可交换基团与溶液中各种离子间的离子交换能力的不同来进行分离的一种方法，该方法具有工艺简单，回收率高，且易于实现大规模工业化生产，是非常具有前景的一种方法；四是溶剂萃取法，通过有机萃取液和水溶的铷铯母液相互混合，利用质量与密度的不同将两者分开，该方法既可用于含铷矿物铷的提取回收，也可用于含铷卤水铷的提取回收，是近年来应用最广、研究最多、研究进展最快的一种分离回收技术，具有广泛的应用前景。
[0010]无论溶剂萃取法还是沉淀法、离子交换法都需要铷和/或铯浓度较高的溶液，目前针对天然卤水中铷和/或铯的提取研究工作主要集中在天然卤水萃取和沉淀法提取铯，由于天然卤水铷和/或铯含量低导致铷和/或铯的提取效率低，本专利技术不仅为铯的提取提供一种新的资源，而且可为铷和/或铯的分离、提取提供高含铷和/或铯溶液，提高提取效率。
[0011]本专利技术针对目前萃取法直接在含铯天然卤水中提取铷和/或铯，天然卤水中铷和/或铯含量低、提取效率差的缺点，本专利技术选取含铷和/或铯盐湖的沉积物，通过三步处理即可得到高含铯的溶液，此种高含铷和/或铯溶液有利于后期铷和/或铯的提取。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法。
[0013]为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
[0014]一种基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法，包括以下步骤：
[0015]步骤1，排出含铷和/或铯的盐湖沉积物中的孔隙水和赋存于盐湖沉积物中的卤水，得到滤干后的盐湖沉积物；
[0016]步骤2，将步骤1得到的滤干后的沉积物放入淡水中进行混合搅拌，洗出沉积物中可溶性的后续对铷和/或铯提取有干扰的离子(比如钠、钾、钙、镁、硫酸根等)，然后滤干或冻干，得到沉积物；
[0017]步骤3，利用氯化铵溶液溶浸步骤2得到的沉积物，待沉积物与氯化铵溶液充分反应后，进行固液分离，得到高含铷和/或铯溶液。
[0018]在上述技术方案中，所述步骤1中，含铷和/或铯的盐湖沉积物从盐湖中用挖掘机或者采泥船采出。
[0019]在上述技术方案中，所述步骤1中，利用立式压滤机排出盐湖沉积物中的孔隙水和赋存于盐湖沉积物中的卤水。
[0020]在上述技术方案中，所述步骤2中，将步骤1得到的滤干后的沉积物和淡水置于搅拌反应器进行混合搅拌，以使得步骤1得到的滤干后的沉积物与淡水充分混合、洗涤。
[0021]在上述技术方案中，所述步骤2中，混合搅拌时，液固比为1:0.5～1:2，即淡水与步骤1得到的滤干后的沉积物的质量为1:0.5～1:2，搅拌速度为50～100转/分。
[0022]在上述技术方案中，所述步骤2中，滤干时，利用带式压滤机滤干，冻干时，利用冻干机冻干。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，排出含铷和/或铯的盐湖沉积物中的孔隙水和赋存于盐湖沉积物中的卤水，得到滤干后的盐湖沉积物；步骤2，将步骤1得到的滤干后的沉积物放入淡水中进行混合搅拌，洗出沉积物中可溶性的后续对铷和/或铯分离提取有干扰的离子，然后滤干或冻干，得到沉积物；步骤3，利用氯化铵溶液溶浸步骤2得到的沉积物，待沉积物与氯化铵溶液充分反应后，进行固液分离，得到高含铷和/或铯溶液。2.如权利要求1所述的基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法，其特征在于，所述步骤1中，盐湖沉积物从盐湖中用挖掘机或者采泥船采出。3.如权利要求1所述的基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法，其特征在于，所述步骤1中利用立式压滤机排出盐湖沉积物中的孔隙水和赋存于盐湖沉积物中的卤水。4.如权利要求1所述的基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶液的方法，其特征在于，所述步骤2中，将步骤1得到的滤干后的沉积物和淡水置于搅拌反应器进行混合搅拌，以使得步骤1得到的滤干后的沉积物与淡水充分混合、洗涤。5.如权利要求1所述的基于溶浸的从盐湖沉积物中获取高含铷和/或铯溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆宽，都永生，蔚昊学，王建萍，樊启顺，山发寿，袁秦，秦占杰，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：