一种t‑BAMBP萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯的制作方法

文档序号:11510785阅读:598来源:国知局

本发明涉及铷铯提取技术领域,更具体的说是涉及一种t-bambp萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯。



背景技术:

铷、铯在地壳中含量颇丰,按元素丰度排列分别居第16位和第40位,两种元素在自然界中常相伴而生,与锂、钾等元素共生,主要富存于锂云母和铯榴石等固体矿石及盐湖卤水中。铷、铯作为重要的稀缺碱金属资源,不但广泛应用于工业催化、医药和特种玻璃等传统行业,而且在信息技术、新能源和航空航天等高新技术领域也显示出强大生命力。工业上生产铷、铯的基本原料主要是铯榴石、锂云母,但其提取过程复杂、成本高且耗能大;盐湖卤水中铷、铯以离子形式存在,对其提取工艺相对简单,成本低,耗能少,是当今铷、铯工业技术发展趋势。

分离提取铷、铯的方法主要有分步沉淀、分级结晶、离子交换、色谱分离和溶剂萃取等,用沉淀法处理和分离的效果较差,而且沉淀过程较复杂,国内外在铷、铯的分离提取上对溶剂萃取法进行了较多的研究。

申请号为cn201510703793.8的专利文献公开了一种从酸性卤水中提取铷铯的方法,该方法虽然可以实现去除放射性水体中的铷铯离子的分离提取,但是上述方法需要先将钙离子和镁离子被铵型螯合树脂吸附柱吸附,然后将树脂中的流出液经t-bambp、煤油或磺化煤油萃取出铷铯,最后还需用盐酸反萃,才能得到含氯化铷和氯化铯,可见提纯工艺较复杂,不适用工业化生产。

针对此,申请号为cn201611231035.1的专利文献提供了一种提纯工艺简单、适用工业化生产且产率和纯度较高的萃淋树脂提纯铷铯液的方法,虽然克服现有的铷铯液提纯方法所存在提纯工艺较复杂,不适用于工业化生产的缺陷,但是该萃淋树脂提纯法属于单级萃取过程,萃取效率低。

因此,如何提供一种方法工艺简单、萃取效率高的分离提取铷铯的萃取方法是本领域技术人员亟需解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提供了一种t-bambp萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯,该方法工艺简单、试剂消耗量少且分离纯化效果好,得到铷铯液的产率和纯度较高,无环境污染且经济效益高。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种t-bambp萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯,以t-bambp作为萃取剂,采用箱式-逆流方式萃取分离盐湖卤水中的铷铯;包括如下步骤:

a.检测离子浓度:利用原子吸收光谱法检测所述盐湖卤水中的各元素离子浓度,其中rb+的浓度为0.5~8g/l、cs+的浓度为0.3~7g/l、k+的浓度为0.02~0.15g/ml、mg2+的浓度为5~15g/ml、so42-的浓度为1~5g/ml、cl-的浓度为200~350g/l;

b.酸化段:将t-bambp与混合酸溶液置入箱式萃取槽中进行逆流酸化,酸化时,以t-bambp作为萃取相,以混合酸溶液作为酸化酸相,并且萃取相与酸化酸相的相比为3~6:2~3,得到酸化后的萃取相,备用;

c.萃取段:将步骤b所得酸化后的萃取相与含有铷和铯的盐湖卤水共同置入箱式萃取槽中,向其中加入体积比为(0.1~2):1的稀释剂、浓度为1.0~1.3mol/l的萃取剂t-bambp,以及加入1.0~1.4mol/lnaoh进行逆流萃取,并保持萃取温度25℃~50℃;

d.洗涤段:以总游离酸度为3~7mol/l的盐酸和硝酸的混合酸溶液作为洗涤液,对经步骤c得到的萃取相铷铯溶液进行逆相洗涤,直到流出的铷铯溶液浓度小于0.01g/l为止;

e.反萃段:以淡水或浓度为1mol以下的稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸作为反萃液,对经步骤d洗涤后的萃取相进行逆相反萃;

f.除杂段:用含有0~2mol/l硝酸的水溶液作为除杂液,对经步骤e反萃后的萃取相进行逆相洗涤、除杂,其中所得的流出液作为废料排放,流出萃取相循环使用。

优选的,所述t-bambp(纯度>95%):北京瑞乐康分离有限公司;naoh(分析纯):成都科龙试剂厂;hcl(分析纯):成都科龙试剂厂。

优选的,所述步骤b中酸化酸溶液为盐酸和硝酸的混合溶液,并且混合酸溶液的总游离酸度为4~8mol/l。

优选的,步骤c萃取时,以盐湖卤水作为水相,并且萃取相与水相的相比为2.0~4.0:1~1.5。

优选的,步骤c中,加入naoh是为了调节盐湖卤水的碱度,增大铷、铯的萃取率。

优选的,步骤c中,所述稀释剂为二甲苯、磺化煤油或溶剂汽油中的任意一种。

优选的,在步骤d洗涤段中,萃取相与洗涤相的相比为3~6:1~1.5。

优选的,在步骤e反萃段中,萃取相与反萃相的相比为3~6:0.5~0.8。

优选的,在步骤f除杂段中,萃取相与除杂相的相比为3~6:1~1.5。

优选的,各段的萃取级数分别为:酸化段3~5级,萃取段3~7级,洗涤段2~8级,反萃段3~5级,除杂段2~5级。

经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种t-bambp萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯,首先本发明选用t-bambp为萃取剂,t-bambp是一种常用铷铯萃取剂,并且对提纯铷铯具有较好的效果,能够提高铷铯提取效率;

其次将箱式萃取槽应用于盐湖卤水提取铷铯,打通整套工艺流程,并实现工业化大规模生产;

然后箱式萃取槽具有设备简单、造价低、运行稳定、操作方便、后期的维修操作简单、维修成本低廉等特点,极大的缓解了企业建设初期的资金投入,而且箱式萃取线对于产品质量的控制更稳定有效;

最后本发明采用箱式萃取槽后不仅收率高,而且得到的产品为高纯度氯化铷和氯化铯,企业效益好,并且整套工艺连续、生产成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种t-bambp萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯,采用箱式萃取槽萃取盐湖卤水中的铷和铯,并进一步优化工艺路线,这种方法设备投资小,具有可连续操作、富集比高、收率高等优点。

下面将结合具体实施例对本发明进一步说明,表1为生产所用的盐湖卤水组成,说明具体实施例中本发明萃取方法的效果。

表1某盐湖卤水组成

实施例一

一种t-bambp萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯,包括如下步骤:

a.配制50升酸化混酸溶液:加入盐酸10升(化学纯,浓盐酸酸度为12mol/l),加入硝酸6升(化学纯,浓硝酸酸度为16mol/l),加入去离子水34升,搅拌均匀,测定酸化酸的总游离酸度为4.32mol/l;

b.将t-bambp与步骤a配制的混合酸溶液按相比4.8:3的比例,在箱式萃取槽中进行逆流酸化,酸化级数为n=4,萃取相从第一级进料,酸化混酸从第三级进料,在第一级出口流出液总游离酸酸度为3.5mol/l;

c.将步骤b所得酸化后的萃取相与含有铷和铯的盐湖卤水共同置入箱式萃取槽中,向其中加入体积比为1.5:1的稀释剂、浓度为1.2mol/l的萃取剂t-bambp,以及加入1.2mol/lnaoh进行逆流萃取,萃取级数n=6,并保持萃取温度30℃;

d.配制30升洗涤溶液:加入盐酸2升(化学纯,浓盐酸酸度为12mol/l),加入硝酸7升(化学纯,浓硝酸酸度为16mol/l),加入去离子水21升,搅拌均匀,测定洗涤溶液的总游离酸度为4.53mol/l;

e.洗涤段:以步骤d配制的总游离酸度为4.53mol/l的盐酸和硝酸的混合酸溶液作为洗涤液,其中萃取相与洗涤相按相比4.8:1的比例对经步骤c得到的萃取相铷铯溶液进行逆相洗涤,洗涤级数n=4,直到流出的铷铯溶液浓度小于0.01g/l为止;

f.反萃段:以淡水或浓度为1mol以下的稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸作为反萃液,其中萃取相与反萃相按相比4.8:0.5的比例对经步骤e洗涤后的萃取相进行逆相反萃,反萃级数n=4;

g.除杂段:用含有1.2mol/l硝酸的水溶液作为除杂液,其中萃取相与除杂相按相比4.8:1对经步骤f反萃后的萃取相进行逆相洗涤、除杂,除杂级数n=4,所得的流出液作为废料排放,流出萃取相循环使用。

本发明实施例1提供的t-bambp对盐湖卤水中的铷的纯化率为81%,铯的纯化率为86%。

实施例二

一种t-bambp萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯,包括如下步骤:

a.配制60升酸化混酸溶液:加入盐酸15升(化学纯,浓盐酸酸度为12mol/l),加入硝酸11.25升(化学纯,浓硝酸酸度为16mol/l),加入去离子水33.75升,搅拌均匀,测定酸化酸的总游离酸度为6mol/l;

b.将t-bambp与步骤a配制的混合酸溶液按相比3:2的比例,在箱式萃取槽中进行逆流酸化,酸化级数为n=3,萃取相从第一级进料,酸化混酸从第三级进料,在第一级出口流出液总游离酸酸度为4mol/l;

c.将步骤b所得酸化后的萃取相与含有铷和铯的盐湖卤水共同置入箱式萃取槽中,向其中加入体积比为1.5:1的稀释剂、浓度为1.2mol/l的萃取剂t-bambp,以及加入1.2mol/lnaoh进行逆流萃取,萃取级数n=6,并保持萃取温度35℃;

d.配制30升洗涤溶液:加入盐酸1.65升(化学纯,浓盐酸酸度为12mol/l),加入硝酸7.35升(化学纯,浓硝酸酸度为16mol/l),加入去离子水21升,搅拌均匀,测定洗涤溶液的总游离酸度为4.58mol/l;

e.洗涤段:以步骤d配制的总游离酸度为4.58mol/l的盐酸和硝酸的混合酸溶液作为洗涤液,其中萃取相与洗涤相按相比5:1.2的比例对经步骤c得到的萃取相铷铯溶液进行逆相洗涤,洗涤级数n=3,直到流出的铷铯溶液浓度小于0.01g/l为止;

f.反萃段:以淡水或浓度为1mol以下的稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸作为反萃液,其中萃取相与反萃相按相比5:0.6的比例对经步骤e洗涤后的萃取相进行逆相反萃,反萃级数n=3;

g.除杂段:用含有1.2mol/l硝酸的水溶液作为除杂液,其中萃取相与除杂相按相比5:1.2对经步骤f反萃后的萃取相进行逆相洗涤、除杂,除杂级数n=3,所得的流出液作为废料排放,流出萃取相循环使用。

本发明实施例2提供的t-bambp对盐湖卤水中铯的纯化率为84.6%,铷的纯化率为81.4%。

实施例三

一种t-bambp萃取法分离提取盐湖卤水中的铷铯,包括如下步骤:

a.配制60升酸化混酸溶液:加入盐酸15升(化学纯,浓盐酸酸度为12mol/l),加入硝酸5升(化学纯,浓硝酸酸度为16mol/l),加入去离子水40升,搅拌均匀,测定酸化酸的总游离酸度为4.3mol/l;

b.将t-bambp与步骤a配制的混合酸溶液按相比5.5:3的比例,在箱式萃取槽中进行逆流酸化,酸化级数为n=5,萃取相从第一级进料,酸化混酸从第三级进料,在第一级出口流出液总游离酸酸度为5.1mol/l;

c.将步骤b所得酸化后的萃取相与含有铷和铯的盐湖卤水共同置入箱式萃取槽中,向其中加入体积比为1.5:1的稀释剂、浓度为1.1mol/l的萃取剂t-bambp,以及加入1.2mol/lnaoh进行逆流萃取,萃取级数n=6,并保持萃取温度35℃;

d.配制30升洗涤溶液:加入盐酸2升(化学纯,浓盐酸酸度为12mol/l),加入硝酸6升(化学纯,浓硝酸酸度为16mol/l),加入去离子水22升,搅拌均匀,测定洗涤溶液的总游离酸度为4mol/l;

e.洗涤段:以步骤d配制的总游离酸度为4mol/l的盐酸和硝酸的混合酸溶液作为洗涤液,其中萃取相与洗涤相按相比5.5:1.4的比例对经步骤c得到的萃取相铷铯溶液进行逆相洗涤,洗涤级数n=5,直到流出的铷铯溶液浓度小于0.01g/l为止;

f.反萃段:以淡水或浓度为1mol以下的稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸作为反萃液,其中萃取相与反萃相按相比5.5:0.8的比例对经步骤e洗涤后的萃取相进行逆相反萃,反萃级数n=5;

g.除杂段:用含有1.2mol/l硝酸的水溶液作为除杂液,其中萃取相与除杂相按相比5.5:1.3对经步骤f反萃后的萃取相进行逆相洗涤、除杂,除杂级数n=5,所得的流出液作为废料排放,流出萃取相循环使用。

本发明实施例3提供的t-bambp对盐湖卤水中铯的纯化率为81.2%,铷的纯化率为80.8%。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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