一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法

本发明属于有色金属冶金，具体涉及一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法。

背景技术：

1、铷铯是两种具有重要应用价值的稀有碱金属元素，在航天航空、石油化工、核能等领域有着广泛的应用；进入21世纪以来，随着环境保护技术升级和新能源产业的技术迭代，铷、铯的战略地位进一步提升；铷铯作为稀有金属难以形成独立的矿床而是与大量的锂、钠、钾元素伴生，最终以高盐溶液的形式提取铷铯。

2、溶液中铷、铯分离方法主要有溶剂萃取法、沉淀法和吸附法；其中溶剂萃取法是基于不同金属在水相和有机相间的溶解度差异来实现目标金属分离的方法，该方法具有选择性高、自动化程度高、处理量大等优点，是铷、铯分离最常用的方法；用于铷、铯分离的萃取剂有酚醇类试剂和杯冠化合物两类。

3、沉淀法分离铷铯所用沉淀剂有杂多酸盐、亚铁氰化物和多卤化物几类，此外，四苯硼钠、硅钨酸和氯铂酸也可用于铷、铯的分离提纯。

4、吸附法是通过各种吸附剂，包括有机树脂和无机吸附剂材料，对溶液中的铷铯进行吸附。

5、溶剂萃取法是最常用的分离铷铯的方法，但是对高盐溶液，有机萃取法存在有机相乳化严重且操作环境差、萃取剂价格高、稀释剂存在毒性等问题；吸附法中有机吸附剂价格高、吸附容量低；无机吸附剂吸附容量低、解析困难。

6、中国专利201910267467.5提出一种铷铯吸附球制备方法；但正是这种方法中铷铯钾都会形成难溶性的矾类物质，分离钾困难，如果溶液是氯化物体系，引入硫酸根需要再加入氯化钡去除，具有成本高且钡盐有毒性的问题。

7、中国专利202011340808.6提出一种液体铷铯资源提取的金属铁氰化物吸附剂颗粒的制备方法，采用过渡金属铁氰化物普鲁士蓝作为吸附剂吸附铷铯；但是这类物质存在颗粒细小、结晶度差、强度差的问题。

8、中国专利202211131376.7提出一种高盐溶液分离铷铯的方法，是利用可溶性过渡金属与亚铁氰化物形成的金属铁氰化物对溶液中铷铯进行沉淀，但形成颗粒小，难以过滤。

9、鉴于上述技术问题，利用亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的更深层次研究是非常有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是，针对现有的技术存在的问题，尤其是亚铁氰化物沉淀法颗粒细小、难以分离的问题，本发明提出以非过渡金属离子mg2+或ca2+为中心离子，形成新型亚铁氰化镁铷铯或亚铁氰化钙铷铯来沉淀高盐溶液中的铷铯离子，以解决现有技术的不足。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案实现：

3、一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，包括如下步骤：

4、s1：按照铷铯含量及形成铷铯亚铁氰化物的化学计量分别称取可溶性的离子盐 a和可溶性亚铁氰化物b，所述可溶性的离子盐a为镁离子盐或钙离子盐；

5、s2：将s1中称取的可溶性的离子盐 a和可溶性亚铁氰化物b分别溶解在等量待处理的高盐溶液中形成溶液a和溶液b；

6、制备溶液a时，观察溶液ph，若溶液呈碱性，加入适量酸，使ph呈中性、以防止可溶性镁离子产生沉淀；制备溶液b时，亚铁氰化物b在高盐溶液中无法完全溶解，需加入适量去离子水。

7、s3：将s2中溶液b缓慢滴入连续搅拌的溶液a中，形成溶液c；

8、s4：溶液c沉降12 h后过滤取固体，得到半成品；

9、s5：将s4中半成品洗净后烘干，即得亚铁氰化镁铷铯或亚铁氢化钙铷铯共沉淀；所述烘干条件为105℃，120 min。

10、步骤s3中理论发生的沉淀反应方程式为：

11、镁离子溶液：

12、rb++cs++mg2++[fe(cn)6]4-＝(rb,cs)2mgfe(cn)6

13、钙离子溶液：

14、rb++cs++ga2++[fe(cn)6]4-＝(rb,cs)2gafe(cn)6

15、但是实际上，由于溶液中有大量的钾离子，所以真实的沉淀反应为：

16、镁离子溶液：

17、rb++cs++k++mg2++[fe(cn)6]4-＝(k,rb,cs)2mgfe(cn)6

18、钙离子溶液：

19、rb++cs++k++ga2++[fe(cn)6]4-＝(k,rb,cs)2gafe(cn)6

20、优选的，可溶性的离子盐 a和可溶性亚铁氰化物b的化学计量按照化学计量比来计算，按照形成亚铁氰化镁铷铯所需量的80%～120%计算。

21、优选的，s1中所述可溶性的离子盐 a为钙或镁的硫酸盐、钙或镁的氯化盐、钙或镁的硝酸盐中的一种。

22、优选的，s1中所述亚铁氰化物为亚铁氰化钠、亚铁氰化钾中的一种。

23、优选的，s2中所述高盐溶液包括钠元素、钾元素、铷元素、铯元素、氯元素、溴元素和碘元素。

24、优选的，所述钠元素含量为86.13g/l、钾元素含量为82.18g/l、铷元素含量为7.7g/l、铯元素含量为11.2g/l、氯元素含量为143.12g/l、溴元素含量为20.98g/l、碘元素含量为40.99g/l。

25、优选的，s3中所述溶液a的搅拌速度为400～600 r/min；所述溶液b的滴加速度为1～10 ml/min。

26、优选的，s5中半成品洗净包括2～3次的水洗和至少1次的无水乙醇清洗。

27、有益效果

28、本发明以非传统过渡金属镁或钙离子和亚铁氰化物合成了一种新的亚铁氰化镁铷铯沉淀，该沉淀能够把高盐溶液中的铷铯以亚铁氰化镁铷铯的形式进入固相实现少量铷铯与大量共存钠钾的分离，该化合物克服了传统亚铁氰化物颗粒细小、难以过滤的技术性难题，具有较好的经济、环保和社会效益。

技术特征：

1.一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.权利要求1所述一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，其特征在于：可溶性的离子盐 a和可溶性亚铁氰化物b的化学计量按照化学计量比来计算，按照形成亚铁氰化镁铷铯所需量的80%～120%计算。

3.如权利要求1所述一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，其特征在于：s1中所述可溶性的离子盐 a为钙或镁的硫酸盐、钙或镁的氯化盐、钙或镁的硝酸盐中的一种。

4.如权利要求1所述一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，其特征在于：s1中所述亚铁氰化物为亚铁氰化钠、亚铁氰化钾中的一种。

5.如权利要求1所述一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，其特征在于：s3中所述溶液a的搅拌速度为400～600 r/min；所述溶液b的滴加速度为1～10 ml/min。

6.如权利要求1所述一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，其特征在于：s5中半成品洗净包括2～3次的水洗。

7.如权利要求6所述一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，其特征在于：半成品洗净还包括水洗后至少1次的无水乙醇清洗。

技术总结
本发明属于有色金属冶金技术领域，具体涉及一种亚铁氰化物从高盐溶液中分离铷铯的方法，可溶性的离子盐a和可溶性亚铁氰化物b分别溶解在等量待处理的高盐溶液中形成溶液A和溶液B；溶液B缓慢滴入连续搅拌的溶液A中，形成溶液C；溶液C沉降后过滤取固体，洗净后烘干，即得亚铁氰化镁铷铯或亚铁氢化钙铷铯共沉淀，本发明以非传统过渡金属镁或钙离子和亚铁氰化物合成了一种新的亚铁氰化镁铷铯沉淀，能够把高盐溶液中的铷铯以亚铁氰化镁铷铯的形式进入固相，实现少量铷铯与大量共存钠钾的分离，克服了传统亚铁氰化物颗粒细小、难以过滤的技术性难题，具有较好的经济、环保和社会效益。

技术研发人员：马瑞新,李晨曦,李康,殷子宸,徐历历,刘伊洒,纪文龙,李嫣然
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11