一种从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法与流程

本发明涉及铷的分离纯化
技术领域：
，特别是涉及一种从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法。
背景技术：
：铷是一种稀有碱金属元素，在光学玻璃、热电发电机、原子钟、太阳能电池、医药等领域具有广泛的应用。然而，铷没有单纯的天然矿物，常分散在云母、铯榴石以及含铯、锂、钾的卤化物中，只能作为副产品提取，导致其稀缺性。铷的分离纯化是一项具有挑战性的工作，因为与之伴生的碱金属元素具有极其相似的理化性质。常见的分离方法有沉淀法、离子交换法、吸附法和萃取法。沉淀法是最早使用的铷分离方法，但其存在分离效率低、步骤长的缺点。离子交换法和吸附法的处理容量小，通常只适用于铷浓度极低(＜10mg/l)的情况。溶剂萃取法反应时间短、萃取效率高，可连续操作，在铷分离方面具有很好的应用前景，尤其是基于取代酚萃取剂的萃取法。4-叔丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚(t-bambp)是一种可以实现较高铷回收率的萃取剂，但萃取过程中钾的共萃取现象比较严重。现有技术中通常会使用逆流萃取和逆流洗涤结合的方式，即分馏萃取，来实现钾与铷的分离。但是为保证铷和钾的有效分离，需要使用较多的洗水。这就导致在分馏萃取中，该洗水会并入萃取料液中，使得萃取过程的相比减小，从而影响铷的萃取回收率。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是提供一种从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法，该方法利用反渗透技术对含铷高盐卤水的分馏萃取工艺进行改进，在保证铷的分离效果和回收率的前提下，降低萃取洗涤级数，缩短萃取流程，实现洗水的部分循环，减少了萃余液的产生量，降低了盐卤水的后续处理成本。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法，包括步骤：s1：将含铷高盐卤水调节ph值至10～12，沉淀其中的金属离子杂质如铜、锌、铅等，析出金属离子沉淀物，分离去除所述金属离子沉淀物，得到净化液；s2：将步骤s1处理得到的净化液调节ph值至13～14，静置后分离得到萃取料液和净化渣；s3：将步骤s2处理得到的萃取料液进行萃取-洗涤-反渗透-反萃处理，得到含氯化铷的反萃液和萃余液；s4：向步骤s3处理得到的含氯化铷的反萃液中加入沉淀剂sncl4，反应得到rb2sncl6沉淀，分离出rb2sncl6沉淀，所述rb2sncl6沉淀经煅烧、重结晶提纯处理得到氯化铷产品。作为一种优选的实施方式，所述含铷高盐卤水为矿物浸出液、(危)固废浸出液、盐湖水等含有铷、钾、钠等碱金属盐的高钾(钠)盐卤水中的任一种；所述含铷高盐卤水的盐度为50～400g/l，铷含量为0.01～4g/l。作为一种优选的实施方式，步骤s1和步骤s2中，所述调节ph值采用的碱性试剂为naoh。作为一种优选的实施方式，步骤s3中，所述萃取-洗涤-反渗透-反萃处理包括步骤：(1)将步骤s2处理得到的萃取料液用t-bambp的磺化煤油溶液作为萃取有机相进行萃取处理，得到负载有机相和萃余液；(2)对所述负载有机相进行洗涤处理，得到净化有机相和洗液；(3)对所述洗液依次进行脱油、微滤和反渗透处理，得到浓水和淡水，所述浓水并入萃取料液，所述淡水返回用于负载有机相的洗涤处理；对所述净化有机相进行反萃处理，得到再生有机相和含氯化铷的反萃液。作为一种优选的实施方式，步骤s2处理得到的萃取料液先调节ph值至13～14，之后再用萃取有机相进行萃取处理。作为一种优选的实施方式，所述萃取处理时，萃取有机相中t-bambp的浓度为0.5～1.5mol/l，萃取相比o/a为2～5，萃取时间为2～6min，萃取级数为3～5级。作为一种优选的实施方式，所述洗涤处理中洗涤相比o/a为1～3，洗涤时间为2～6min，洗涤级数为2～5级。所述洗涤处理使用自来水和/或反渗透处理后的淡水。在洗涤-反渗透流程初始，反渗透淡水尚未建立循环时，用自来水进行洗涤；待洗涤-反渗透流程建立好后，循环使用反渗透淡水，即用反渗透淡水部分或全部替代自来水。作为一种优选的实施方式，所述反渗透处理中淡水与浓水的流量比例设置为1～4。作为一种优选的实施方式，所述反萃处理中反萃液为浓度1.0～4.0mol/l的盐酸溶液，反萃相比o/a为1～5，反萃时间为2～6min，反萃级数为1～2级。作为一种优选的实施方式，所述再生有机相返回用于萃取处理，形成闭路循环。作为一种优选的实施方式，步骤s3处理得到的萃余液调节ph值至6～8，结晶得到混合盐。优选地，所述调节ph值采用酸性试剂，如浓盐酸。作为一种优选的实施方式，步骤s4中，所述分离出rb2sncl6沉淀后的剩余液相为沉铷后液，所述沉铷后液返回用于反萃处理，形成闭路循环。作为一种优选的实施方式，步骤s4中，所述rb2sncl6沉淀先于100～120℃烘干，后于600～700℃煅烧，得到焙砂和sncl4；对所述焙砂进行重结晶处理，得到氯化铷产品。优选地，所述sncl4返回用作沉淀剂，形成闭路循环。作为一种优选的实施方案，本发明提供的一种从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法，所述含铷高盐卤水为含铷高钾盐卤水，包括以下步骤：s1：向含铷高钾盐卤水中加入naoh，将所述含铷高钾盐卤水的ph值调整至10～12，静置2～4h，沉淀其中的金属离子杂质，如铜、锌、铅等，析出金属离子沉淀物，过滤分离所述金属离子沉淀物，得到净化液；s2：向步骤s1处理得到的净化液中加入naoh，将所述净化液的ph值调整至13～14，静置2～4h，过滤得到萃取料液和净化渣；s3：将步骤s2处理得到的萃取料液进行萃取-洗涤-反渗透-反萃处理，得到含氯化铷的反萃液和萃余液；所述萃取-洗涤-反渗透-反萃处理包括步骤：(1)料液萃取：将步骤s2处理得到的萃取料液调节ph值至13～14，使用t-bambp的磺化煤油溶液作为萃取有机相对所述萃取料液进行萃取处理，萃取有机相中t-bambp的浓度为0.5～1.5mol/l，萃取相比o/a为2～5，萃取时间为2～6min，萃取级数为3～5级，得到负载有机相和萃余液；(2)洗涤：对所述负载有机相进行洗涤处理，洗涤相比o/a为1～3，洗涤时间为2～6min，洗涤级数为2～5级，得到净化有机相和洗液；(3)洗液反渗透：对所述洗液依次进行纤维球滤脱油、微滤和反渗透处理，反渗透过程中淡水与浓水的流量比例设置为1～4，所得浓水并入萃取料液，所得淡水返回用于负载有机相的洗涤处理；(4)反萃：对所述净化有机相进行反萃处理，反萃液为浓度1.0～4.0mol/l的盐酸溶液，反萃相比o/a为1～5，反萃时间为2～6min，反萃级数为1～2级，得到再生有机相和含氯化铷的反萃液；优选地，所述再生有机相返回用于萃取处理，形成闭路循环；s4：向步骤s3处理得到的含氯化铷的反萃液中加入沉淀剂sncl4，反应后分离得到rb2sncl6沉淀和沉铷后液，所述rb2sncl6沉淀先于100～120℃烘干，后于600～700℃煅烧3～5h，得到焙砂和sncl4；对所述焙砂进行重结晶处理，得到氯化铷产品；优选地，所述沉铷后液返回用于反萃处理，形成闭路循环；优选地，所述sncl4返回用作沉淀剂，形成闭路循环；向步骤s3处理得到的萃余液中加入浓盐酸，将所述萃余液的ph值调整至6～8，结晶得到混合盐。本发明提供了一种从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法，该方法首先向含铷高盐卤水中分阶段加入无机碱，沉淀铜、铅、锌、镁等金属离子杂质，并将高盐卤水的ph值调整至13～14；随后使用4-叔丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚(t-bambp)作为萃取剂，磺化煤油作为稀释剂，对高盐卤水进行萃取、洗涤、洗液高压反渗透和反萃处理，得到含氯化铷的反萃液，所得反萃液依次进行沉淀、煅烧、重结晶处理，得到高纯度的氯化铷产品。本发明提供的从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法，利用反渗透技术对含铷高盐卤水的分馏萃取进行了改进，在保证铷的分离效果和回收率的前提下，降低萃取洗涤级数，缩短了萃取流程，可以实现利用短萃取流程从高盐卤水中萃取分离和纯化铷，得到符合相关产品标准的高纯度氯化铷。同时，该方法实现了洗水的部分循环，相较于传统的分馏萃取流程(传统方法是采用洗水全部并入萃取料液中，最终成为萃余液，导致萃余液的体积增加)，提高了萃取效率，减少了萃余液的产生量，降低了盐卤水的后续处理成本。附图说明图1是本发明提供的一种从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法的工艺流程图。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。在以下实施例中，使用的处理试剂naoh、t-bambp、磺化煤油、浓盐酸、sncl4均为市售商品。实施例1采用图1所示的工艺流程，对某一固废浸出液(即含铷高钾盐卤水)中的铷进行提取，其主要金属成分如表1所示。表1固废浸出液主要金属成分成分rbcsknacuzn含量(g/l)3.770.41140.7147.234.782.10s1：向固废浸出液中加入naoh，将溶液的ph值调整至10，静置2h，析出金属离子沉淀物，过滤去除所述金属离子沉淀物，得到净化液；s2：向步骤s1处理得到的净化液中加入naoh，将溶液的ph值调整至13.5，静置2h后过滤，得到萃取料液和净化渣；s3：将步骤s2处理得到的萃取料液进行萃取-洗涤-反渗透-反萃处理，步骤如下：(1)料液萃取：将步骤s2处理得到的萃取料液再次精确调整ph值至13.5，使用t-bambp的磺化煤油溶液作为萃取有机相对萃取料液进行萃取处理，萃取有机相中t-bambp的浓度为1.2mol/l，萃取相比o/a为2，萃取时间为3min，萃取级数为3级，得到负载有机相和萃余液；当浓水并入萃取料液后，浓水的流量保持与萃取料液的流量一致，使得萃取料液在萃取时已被反渗透浓水稀释至50％的浓度；(2)洗涤：对所述负载有机相用自来水(初始状态)或反渗透处理后的淡水(稳定运行状态)进行洗涤处理，洗涤相比o/a为1，洗涤时间为4min，洗涤级数为4级，得到净化有机相和洗液；(3)洗液反渗透：对所述洗液依次进行纤维球滤脱油、微滤和高压反渗透处理，反渗透过程中淡水与浓水的流量比例设置为3，所得浓水并入萃取料液，淡水返回用于负载有机相的洗涤处理；(4)反萃：对所述净化有机相进行反萃处理，反萃液为浓度2.0mol/l的盐酸溶液，反萃相比o/a为2，反萃时间为2min，反萃级数为2级，得到再生有机相和含氯化铷的反萃液；所述再生有机相返回用于萃取处理，所述含氯化铷的反萃液的成分如表2所示；整个萃取过程中rb的回收率为97.6％；表2固废浸出液萃取过程反萃液中金属成分成分rbcsknacuzn含量(g/l)1.840.200.220.005<0.001<0.001s4：向步骤s3处理得到的含氯化铷的反萃液中加入沉淀剂sncl4，反应后分离得到rb2sncl6沉淀和沉铷后液，rb2sncl6沉淀先于110℃烘干，再于620℃煅烧3h，得到焙砂和sncl4；焙砂用适量水溶解，过滤后进行蒸发结晶，得到氯化铷产品，纯度大于99％；所述沉铷后液返回用于反萃处理，sncl4返回用作沉淀剂；向步骤s3处理得到的萃余液中加入浓盐酸，将溶液的ph值调整至7，通过蒸发、结晶，得到混合盐；混合盐的成分如表3所示。表3固废浸出液萃余液制备的混合盐的主要成分成分knacl含量(％)34.213.251.7实施例2采用图1所示的工艺流程，对某一含铷矿石烧结物浸出液(即含铷高钾盐卤水)中的铷进行提取，其主要金属成分如表4所示。表4含铷矿石烧结物浸出液主要金属成分成分rbcsknacuznpb含量(g/l)1.740.00588.2113.261.348.721.11s1：向含铷矿石烧结物浸出液中加入naoh，将溶液的ph值调整至10，静置2h，析出金属离子沉淀物，过滤去除所述金属离子沉淀物，得到净化液；s2：向步骤s1处理得到的净化液中加入naoh，将溶液的ph值调整至13.5，静置2h后过滤，得到萃取料液和净化渣；s3：将步骤s2处理得到的萃取料液进行萃取-洗涤-反渗透-反萃处理，步骤如下：(1)料液萃取：将步骤s2处理得到的萃取料液再次精确调整ph值至13.5，使用t-bambp的磺化煤油溶液作为萃取有机相对萃取料液进行萃取处理，萃取有机相中t-bambp的浓度为1.2mol/l，萃取相比o/a为3，萃取时间为3min，萃取级数为3级，得到负载有机相和萃余液；当浓水并入萃取料液后，浓水的流量保持与萃取料液的流量一致，使得萃取料液在萃取时已被反渗透浓水稀释至50％的浓度；(2)洗涤：对所述负载有机相用自来水(初始状态)或反渗透处理后的淡水(稳定运行状态)进行洗涤处理，洗涤相比o/a为1.5，洗涤时间为3min，洗涤级数为4级，得到净化有机相和洗液；(3)洗液反渗透：对所述洗液依次进行纤维球滤脱油、微滤和高压反渗透处理，反渗透过程中淡水与浓水的流量比例设置为3，所得浓水并入萃取料液，淡水返回用于负载有机相的洗涤处理；(4)反萃：对所述净化有机相进行反萃处理，反萃液为浓度1.0mol/l的盐酸溶液，反萃相比o/a为3，反萃时间为3min，反萃级数为2级，得到再生有机相和含氯化铷的反萃液；所述再生有机相返回用于萃取处理，所述含氯化铷的反萃液的成分如表5所示；整个萃取过程中rb的回收率为97.7％；表5含铷矿石烧结物浸出液萃取过程反萃液中金属成分成分rbcsknacuznpb含量6(g/l)0.850.0030.120.011<0.001<0.001<0.001s4：向步骤s3处理得到的含氯化铷的反萃液中加入沉淀剂sncl4，反应后分离得到rb2sncl6沉淀和沉铷后液，rb2sncl6沉淀先于110℃烘干，再于620℃煅烧3h，得到焙砂和sncl4；焙砂用50ml水溶解，过滤后进行蒸发结晶，得到氯化铷产品，纯度大于99％；所述沉铷后液返回用于反萃处理，sncl4返回用作沉淀剂；向步骤s3处理得到的萃余液中加入浓盐酸，将溶液的ph值调整至7，通过蒸发、结晶，得到混合盐；混合盐的成分如表6所示。表6含铷矿石烧结物萃余液制备的混合盐的主要成分成分knacl含量(％)40.08.650.2实施例3采用图1所示的工艺流程，对某一模拟含铷盐湖水(即含铷高钾盐卤水)中的铷进行提取，其主要金属成分如表7所示。表7模拟含铷盐湖水主要金属成分成分rbcsknalimg含量(g/l)0.210.00227.7296.956.8528.38s1：向含铷矿石烧结物浸出液中加入naoh，将溶液的ph值调整至10，静置2h，析出金属离子沉淀物，过滤去除所述金属离子沉淀物，得到净化液；s2：向步骤s1处理得到的净化液中加入naoh，将溶液的ph值调整至13.5，静置2h后过滤，得到萃取料液和净化渣；s3：将步骤s2处理得到的萃取料液进行萃取-洗涤-反渗透-反萃处理，步骤如下：(1)料液萃取：将步骤s2处理得到的萃取料液再次精确调整ph值至13.5，使用t-bambp的磺化煤油溶液作为萃取有机相对萃取料液进行萃取处理，萃取有机相中t-bambp的浓度为1.2mol/l，萃取相比o/a为2.5，萃取时间为3min，萃取级数为3级，得到负载有机相和萃余液；当浓水并入萃取料液后，浓水的流量保持与萃取料液的流量一致，使得萃取料液在萃取时已被反渗透浓水稀释至50％的浓度；(2)洗涤：对所述负载有机相用自来水(初始状态)或反渗透处理后的淡水(稳定运行状态)进行洗涤处理，洗涤相比o/a为1.25，洗涤时间为3min，洗涤级数为4级，得到净化有机相和洗液；(3)洗液反渗透处理：对所述洗液依次进行纤维球滤脱油、微滤和高压反渗透处理，反渗透过程中淡水与浓水的流量比例设置为3，所得浓水并入萃取料液，淡水返回用于负载有机相的洗涤处理；(4)反萃：对所述净化有机相进行反萃处理，反萃液为浓度3.0mol/l的盐酸溶液，反萃相比o/a为5，反萃时间为3min，反萃级数为2级，得到再生有机相和含氯化铷的反萃液；所述再生有机相返回用于萃取处理，所述含氯化铷的反萃液的成分如表8所示；整个萃取过程中rb的回收率为95.2％；表8模拟含铷盐湖水萃取过程反萃液中金属成分成分rbcsknalimg含量(g/l)0.200.0020.0020.001<0.001<0.001s4：向步骤s3处理得到的含氯化铷的反萃液中加入沉淀剂sncl4，反应后分离得到rb2sncl6沉淀和沉铷后液，rb2sncl6沉淀先于110℃烘干，再于620℃煅烧3h，得到焙砂和sncl4；焙砂用适量水溶解，过滤后进行蒸发结晶，得到氯化铷产品，纯度大于99％；所述沉铷后液返回用于反萃处理，sncl4返回用作沉淀剂；向步骤s3处理得到的萃余液中加入浓盐酸，将溶液的ph值调整至7，通过蒸发、结晶，得到混合盐；混合盐的成分如表9所示。表9模拟含铷盐湖水萃余液制备的混合盐的主要成分成分knalicl含量(％)7.328.61.861.1通过以上实施例说明，本发明提供的从含铷高盐卤水中短流程提取氯化铷的方法，利用反渗透技术对分馏萃取工艺进行改进，在保证铷的分离效果和回收率的前提下，缩短了萃取流程，实现了洗水的部分循环，减少了萃余液的产生量，降低了盐卤水的后续处理成本。应该注意的是，上述实施例仅对本发明进行说明，而不对本发明进行限制。并且，本领域技术人员在不脱离所附权利要求的保护范围的情况下，可设计出替换实施例。单词“包括”不排除存在未列在权利要求中的步骤。以上实施方式仅适于说明本发明的技术方案，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，所有等同的技术方案均落入本发明的保护范围。当前第1页1 2 3 

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除