本發(fā)明屬于鋰云母硫酸法提鋰技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法。
背景技術(shù)：
rb、cs是極為重要的稀有金屬資源，在經(jīng)濟(jì)、戰(zhàn)略上有著重大的意義。以rb鹽、cs鹽為介質(zhì)的磁流體發(fā)電技術(shù)可以將電站的總熱效率提高到55％～65％，這是傳統(tǒng)火力蒸汽透平發(fā)電總熱效率的2倍；攜帶銣銫推進(jìn)器飛行器的航程大約是攜帶同等質(zhì)量普通推進(jìn)劑150倍，是理想的太空飛行推進(jìn)器；銫產(chǎn)生的輻射頻率具有長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性，銫原子鐘，370萬(wàn)年走時(shí)誤差不超過(guò)一秒，對(duì)那些必須非常準(zhǔn)確執(zhí)行使命的導(dǎo)彈和宇宙航天器來(lái)說(shuō)，其重要性不言而喻。rbcl、cscl配合藥物治療癌癥可以提高治愈率，rb、cs還可以用來(lái)治療神經(jīng)萎縮疾病(如帕金森病)。在有機(jī)合成催化劑方面，rb、cs在形成碳碳鍵、碳氮鍵、碳氧與碳硫鍵這類(lèi)反應(yīng)過(guò)程中有非常好的催化效果。
隨著國(guó)內(nèi)外航天航空工業(yè)、原子能工業(yè)、生物工程及能源工業(yè)等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,銣銫及其化合物以其獨(dú)有的特性,其應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究受到廣泛關(guān)注,日益顯示出較高的商業(yè)價(jià)值，因此提取與生產(chǎn)rb、cs有著重大意義。
從地球元素豐度來(lái)看,rb、cs分別列為第16位、40位，但銣很少形成獨(dú)立的礦物或礦體,通常賦存在其它礦物中,且常與銫、鋰、鉀等多種金屬共存。世界含銣銫資源主要包括:鋰云母、銫榴石、天然光鹵石、鉀礦、地?zé)崴?、鹽湖鹵水及海水等。
目前,鋰云母、銫榴石是國(guó)內(nèi)外用于提銣銫的主要資源。而鋰云母首先是一種鋰礦物資源作為提鋰的原料，硫酸焙燒法是處理鋰云母提取鋰的常用方法，銣銫進(jìn)入工藝過(guò)程中析出的礬晶中，研究如何從鋰云母的提鋰母液或沉礬渣中提取和分離銣銫有重大意義。
一般鋰云母的礬渣中銣銫含量在0.1～0.6％，主要成分為含鋁、鉀、鈉、銨、銣、銫混合礬，溶解除鋁后的溶液作為萃取分離回收銣銫的原料液，銣銫的濃度越高越好，有利于減少萃取劑的投入與溶解損失，從而降低銣銫萃取回收分離成本。
因此，亟需針對(duì)鋰云母硫酸法提鋰工藝過(guò)程中析出的含銣銫礬晶，提出進(jìn)一步富集銣銫以獲得更高品位銣銫礬晶的方法，更高品位的銣銫礬晶有利于下一步銣銫的回收分離降低成本并提高回收率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，從而進(jìn)一步富集銣銫以獲得更高品位銣銫礬晶。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，包括以下步驟：
①混合礬中的銣銫含量在0.1～0.6wt.％，包括鉀、鈉、銨、銣、銫；
將待處理的混合礬用熱水溶解，得到混合礬溶解液；
②將步驟①得到的混合礬溶解液邊攪拌邊冷卻到一次結(jié)晶溫度，析出一次晶體；
③將步驟②中析出的一次晶體過(guò)濾分離出來(lái)；一次晶體為富集了銣銫的混合礬，供提取銣銫用；
④將析出一次晶體之后的結(jié)晶母液繼續(xù)攪拌邊冷卻到二次晶體溫度，析出二次晶體；
⑤將步驟④中析出的二次晶體過(guò)濾分離出來(lái)；二次晶體為含少量銣銫的鉀、鈉、銨混合礬；
⑥將析出二次晶體之后的結(jié)晶母液返回步驟①溶解待處理的混合礬。
進(jìn)一步的，如上所述的一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，步驟①中，溶解溫度為30℃～90℃。
進(jìn)一步的，如上所述的一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，步驟①中，液固比為1:1～8:1。
進(jìn)一步的，如上所述的一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，步驟①中，溶解時(shí)間為30～200min。
進(jìn)一步的，如上所述的一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，步驟②中，攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min～300r/min。
進(jìn)一步的，如上所述的一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，步驟②中，一次結(jié)晶溫度為20℃～60℃。
進(jìn)一步的，如上所述的一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，步驟③中和步驟⑤中，過(guò)濾方式采用離心過(guò)濾或真空抽濾。
進(jìn)一步的，如上所述的一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，步驟④中，攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min～300r/min。
進(jìn)一步的，如上所述的一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，步驟④中，二次結(jié)晶溫度為0℃～30℃。
本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于：
1、通過(guò)控制合適的礬晶溶解液固比及一次結(jié)晶溫度，銣銫富集倍數(shù)達(dá)到3.3倍，回收率大于92％。
2、工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單，回收率高，母液返回使用。一次結(jié)晶中銣銫含量高，有利于下一步銣銫的回收分離。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明一種重結(jié)晶富集銣銫混合礬的方法，包括以下步驟：
①混合礬中的銣銫含量在0.1～0.6wt.％，包括鉀、鈉、銨、銣、銫；
將待處理的混合礬用熱水溶解，得到混合礬溶解液；溶解溫度為30℃～90℃，液固比為1:1～8:1，溶解時(shí)間為30～200min。
②將步驟①得到的混合礬溶解液邊攪拌邊冷卻到一次結(jié)晶溫度，析出一次晶體；攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min～300r/min，一次結(jié)晶溫度為20℃～60℃；
③將步驟②中析出的一次晶體采用離心過(guò)濾或真空抽濾過(guò)濾分離出來(lái)；一次晶體為富集了銣銫的混合礬，供提取銣銫用；
④將析出一次晶體之后的結(jié)晶母液繼續(xù)攪拌邊冷卻到二次晶體溫度，析出二次晶體；攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min～300r/min，二次結(jié)晶溫度為0℃～30℃。
⑤將步驟④中析出的二次晶體采用離心過(guò)濾或真空抽濾過(guò)濾分離出來(lái)；二次晶體為含少量銣銫的鉀、鈉、銨混合礬；過(guò)濾方式采用離心過(guò)濾或真空抽濾。
⑥將析出二次晶體之后的結(jié)晶母液返回步驟①溶解待處理的混合礬。
按照本發(fā)明公開(kāi)的操作步驟和有關(guān)參數(shù)，本技術(shù)領(lǐng)域人員可以根據(jù)本方法的操作原理，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例一
量取75l自來(lái)水加入搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，開(kāi)啟機(jī)械攪拌并進(jìn)行加熱。
然后，加入25kg礬晶并控制溶解溫度為70℃，攪拌溶解1h。
然后將溶解液在邊攪拌邊冷卻至40℃，攪拌速度90轉(zhuǎn)/分鐘，然后將漿體離心過(guò)濾得到一次結(jié)晶，將一次結(jié)晶在45℃溫度下烘24h后稱(chēng)重并分析銣銫。
一次結(jié)晶母液繼續(xù)冷卻到22度，過(guò)濾出二次結(jié)晶，二次結(jié)晶母液留存，返回去溶解下一批次的礬晶。
最終得到一次晶體6.94kg，銣含量2.16％，銫0.54％，銣銫回收率分別為92.2％、93.3％。
實(shí)施例二
量取2l自來(lái)水加入加入3l燒杯中，開(kāi)啟機(jī)械攪拌并進(jìn)行加熱。
然后，加入500g礬晶并控制溶解溫度為65℃，攪拌溶解1h。
然后在攪拌速度90轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌冷卻至30℃，然后將漿體真空抽濾得到一次結(jié)晶，將一次結(jié)晶在45℃溫度下烘24h后稱(chēng)重并分析銣銫。
一次結(jié)晶母液繼續(xù)冷卻到18度，過(guò)濾出二次結(jié)晶，二次結(jié)晶母液留存，返回去溶解下一批次的礬晶。
最終得到一次晶體151g，銣含量2.01％，銫0.51％，銣銫回收率分別為92.2％、96.3％。
通過(guò)調(diào)整礬晶溶解的液固比及一次結(jié)晶溫度，可以使礬晶中的銣銫含量得到有效提高，而且銣銫的損失率可控。富集倍數(shù)為2倍左右時(shí)，銣銫的損失很低，不考慮機(jī)械損失，幾乎可以定量回收。富集倍數(shù)超過(guò)3倍后，銣有20％左右的損失，而銫的損失仍很低。22℃室溫下二次結(jié)晶后的母液中，rb和cs已經(jīng)降到毫克級(jí)水平。相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1表2。
一次晶體中銣最高達(dá)2.16％，富集倍數(shù)3.3倍，銫含量最高達(dá)0.54％，富集倍數(shù)3.4倍，同時(shí)銣的回收率為93.4％，銫的回收率為92.2％。
表1含銣銫混合礬主成份
表2混合礬重結(jié)晶富集臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)