銣是典型的分散元素,在地殼中的豐度為0.028%,常與鉀、鋰、銫等共生,主要存在于鋰云母、銫榴石、長石等礦物及鹽湖、地熱水、海水中。
一、銣資源及銣提取技術(shù)的現(xiàn)狀
目前,工業(yè)上主要通過從鋰云母中提取鋰后的母液中獲得高濃度含銣銫溶液,再用溶劑萃取或復鹽沉淀法分離銣和銫,進而得到銣和銫的鹽類產(chǎn)品。
銣除了存在于鋰云母中,還存在于長石、鹽湖等資源中。該類資源中銣品位低,成分復雜,但資源量巨大。
近年來,銣材料在能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景使之受到廣泛關(guān)注,其開發(fā)技術(shù)研究也日益受到重視,但對于低濃度溶液中銣的分離、富集研究的較少。
這種溶液中銣含量低,而鉀、鈉含量較高,本文重點探究在這種溶液中分離銣與鉀、鈉。
二、低濃度銣溶液萃取分離的原理
提取方法:采用溶劑萃取法
萃取劑:t-BAMBP。
t-BAMBP是一種弱酸性取代苯酚類萃取劑。在堿性溶液中,苯酚上的羥基易解離出H+,被萃取離子M+與H+發(fā)生交換作用生成酚酸鹽進人有機相。t-BAMBP萃取堿金屬的順序為:Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+,對Rb+有較高的萃取選擇性。萃入到有機相中的Rb+可用無機酸反萃取,實現(xiàn)分離與富集。
三、銣萃取中小試方法及流程
試驗在分液漏斗中進行。試驗過程包括萃取、洗滌、反萃取。將配制好的有機相和水相按一定體積比加入到分液漏斗中,常溫下振蕩一定時間后,靜置至兩相分層,之后分別取水相和有機相測定其中Rb+、K+、Na+濃度,計算萃取分配比和分離系數(shù)。同時采用萃取串級模擬試驗對萃取工藝進行驗證。
料液堿度:0.8-1.0
有機相:1.0mol/Lt-BAMBP+二甲苯溶液
洗滌劑:純水,
反萃取劑:1mol/L鹽酸。
四、銣萃取最優(yōu)工藝參數(shù)
1、在萃取相比(Vo/VA)為3/1、洗滌相比(Vo/VA)為5/1、反萃取相比(Vo/VA)為10/1條件下,經(jīng)過3級萃取、7級洗滌和2級反萃取,可以得到[Rb+]/[K+]和[Rb+]/[Na+]達476的較為純凈的銣溶液。
2、銣回收率在85%以上。此工藝操作簡單,銣回收率高,銣與鉀、鈉分離較為完全,可用于從低濃度銣溶液中回收銣。
五、銣萃取設(shè)備——CWL-M系列離心萃取機
離心萃取機的工作原理:將輕重兩相溶液按一定比例分別從兩個進料管口進入轉(zhuǎn)鼓和殼體之間形成的環(huán)隙型混合區(qū)內(nèi),借助轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn),通過渦輪盤和葉輪使兩相快速混合和分散,兩相溶液得到充分的傳質(zhì),完成混合傳質(zhì)過程。
離心萃取機的優(yōu)勢在于:設(shè)備占地面積小,更安全環(huán)保,操作簡單,能夠?qū)崿F(xiàn)智能化或自動化控制,更利于工藝的改進,易于實現(xiàn)生產(chǎn)裝置的重組調(diào)整。
事實證明,采用離心萃取工藝可實現(xiàn)低濃度溶液中銣與鉀、鈉的較好分離。
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