含铷铯白云石中铷和铯的提取研究

发布时间：2020-10-21 10:46

　　 近几年来,随着高新技术的快速发展与应用,铷、铯因易离子化而被广泛应用于航空航天、医疗设备、电子信息技术、新能源开发等领域,成为高新技术发展的一种必备元素,市场需求量越来大。在含锂白云石中铷和铯是伴生存在的,铷和铯的含量在0.2%以上,达到了工业提取的价值。然而目前白云石目前仅仅是作为提取锂的矿物,忽视了铷和铯的提取。本论文从铷和铯综合回收利用角度出发,对白云石中铷和铯的提取进行了研究。研究了含铷铯白云石改性处理的方法,考察了NaCl与CaCl2复合助剂配比、矿助比、焙烧温度、焙烧时间等条件对铷、铯和钾焙烧效果的影响。通过对白云石原矿和焙烧产物进行XRD分析,研究了反应机理。通过焙烧过程正交实验探究了各因素对焙烧过程影响的大小,找到了最佳焙烧条件。试验结果表明:在焙烧温度800℃,焙烧时间25min,复合助剂NaCl与CaCl2配比为1.5:1,白云石与复合助剂配比为2.3:1条件下,铷的浸出率为90.31%,铯的浸出率可达90.83%,焙烧效果较好。研究了用水从最佳焙烧产物中浸出铷、铯和钾,考察了浸出因素对铷、铯和钾浸出率的影响。通过对浸出渣进行XRD分析,研究了浸出反应实质。通过浸出过程正交实验探究了浸出过程各因素影响的大小,找到了最佳浸出条件。通过对浸出渣进行XRD分析,发现浸出过程实质为铷、铯和钾脱离矿物以氯化物的形式进入溶液。其结果表明:最佳焙烧条件下的产物,经过水浸出,铷的浸出率可达91.00%,铯的浸出率为91.27%。利用碳酸钠做为除杂剂,对浸出液进行除杂实验,在除杂温度85℃,除杂时间60min,除杂剂碳酸钠过量系数1.2时,钙离子沉淀率达到99.94%。除杂效果较好。使用二甲苯做稀释剂,t-BAMBP做萃取剂,进行了低浓度铯和铷溶液中铯铷分离萃取实验研究。实验结果表明:在碱浓度为0.2mol/L,t-BAMBP为1mol/L,萃取相比为0.7,萃取时间为60s的实验条件下,铯的萃取率达到95.21%,铯铷分离系数达到23.12,铯铷分离效果较好。使用熿化煤油作为稀释剂,t-BAMBP作为萃取剂,对浓度较低的含铷钾母液进行萃取分离实验研究。实验结果表明:在t-BAMBP浓度为0.7mol/L,,碱浓度为0.2mol/L,萃取相比为2时,铷的萃取率达到95.37%,铷钾分离系数达到201.90,铷钾分离效果较好。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TF826
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 铷的性质、用途及资源分布情况
        1.1.1 铷的性质
        1.1.2 铷应用现状及前景
        1.1.3 世界铷资源及利用状况
    1.2 铯的性质、用途及资源分布情况
        1.2.1 铯及其化合物的性质
        1.2.2 铯的用途
        1.2.3 世界铯资源及利用状况
    1.3 利用矿石提取铷铯发展现状
        1.3.1 氯化焙烧法
        1.3.2 石灰石法
        1.3.3 硫酸盐法
        1.3.4 硫酸法
    1.4 铷铯的分离提取技术
        1.4.1 沉淀法
        1.4.2 离子交换法
        1.4.3 溶剂萃取法
        1.4.4 分步结晶法
    1.5 研究目的及意义
    1.6 主要研究内容
第二章 实验原料、设备及方法
    2.1 实验原料及药品
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验药品
    2.2 实验设备
    2.3 实验方法与流程
        2.3.1 实验原理
        2.3.2 实验方法
        2.3.3 实验流程
        2.3.4 相关参数计算
第三章 焙烧过程热力学分析
    3.1 吉布斯自由能的计算
    3.2 吉布斯自由能判据
    3.3 白云石焙烧热力学分析
第四章 焙烧实验及机理研究
    4.1 单因素实验
        4.1.1 焙烧温度对浸出率的影响
        4.1.2 焙烧时间对浸出率的影响
        4.1.3 矿助比对浸出率的影响
        4.1.4 复合助剂配比对浸出率的影响
    4.2 正交实验
    4.3 验证实验
    4.4 机理分析
    4.5 小结
第五章 浸出实验及机理研究
    5.1 单因素实验
        5.1.1 搅拌速度对浸出率的影响
        5.1.2 浸出时间对浸出率的影响
        5.1.3 浸出温度对浸出率的影响
        5.1.4 浸出液固比对浸出率的影响
    5.2 正交实验
    5.3 验证实验
    5.4 机理分析
    5.5 小结
第六章 除杂分离实验研究
    6.1 浸出液除杂实验研究
        6.1.1 单因素实验
        6.1.2 验证实验
    6.2 铯铷分离实验研究
        6.2.1 单因素实验
        6.2.2 验证实验
    6.3 铷钾分离实验研究
        6.3.1 单因素实验
        6.3.2 验证实验
    6.4 小结
第七章 结论
参考文献
致谢
附录

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本文编号：2850025