溶剂萃取法提铷.doc

溶剂萃取法提铷溶剂萃取法提铷(abstraction of rubidium by solvent extraction)用溶剂苹取法从含铷物料中制取纯氯化铷的铷提取方法。是铷溶于水相或有机相之间的竞争过程，整个过程在箱式混合澄清器中完成。铷主要从铯萃余液中提取(见溶剂革取法提铯)。铷通常和铯伴生在一起，萃取铯必须考虑铷的分离和提取。溶剂萃取分离提取铷、铯的方法是20世纪60年代发展起来的，它能分离复杂的碱金属共存混合物，在许多情况下比分步沉淀法提铷铯更为迅速，具有设备简单、流程短、便于自动控制、生产量大、操作安全、成本低廉等优点，被认为是一种分离和提取铷、铯的较好方法。工艺全过程主要由萃取、洗涤及反萃取三个基本步骤组成。萃取有机相和水相(铯萃余液)按一定相比接触23min即达到萃取平衡。被萃取的铷由水相转入有机相，两相澄清分离。萃取相比与水相料液的组成、碱度、浓度以及有机相浓度有关。有机相浓度保持在与萃取铯相同的条件下，高的水相碱度(OH-1.01.5mol/L)对铷的萃取更有效；大的相比(o：a=33.5)对萃取铷效率也更高。有机相通常由革取剂和稀释剂组成。BAMBP和t-BAMBP是铷的主要萃取剂，它们属同分异构体，是一种高级取代苯酚(简称ROH)。两者对铷的萃取性能相近。这两种萃取剂挥发性小，水溶性小，对铷萃取性能好，萃取选择性较强，反应迅速以及易于反萃取。与BAMBP相比，t-BAMBP合成产率高，价格低廉，中国已有商品，是用于从铯萃余液提取铷的较理想的萃取剂。BAMBP和t-BAMBP对铷萃取的选择性仅次于铯，而优于钾、钠。因此，很容易在一个逆流混合澄清萃取槽中将铷与钾、钠分离。在以阳离子交换为机理的BAMBP和t-BAMBP萃取体系中，一般使用介电常数较低的脂肪族和脂环族的煤油、四氯化碳、二异丙基苯、二乙苯为稀释剂能获得较高的分配比。铷的萃取机理和铯的相同。萃取铷的反应为：Rb+(a)+2(ROH)2(o)+OH-(a)=RbOR3ROH(o)+H2O(a)萃合物为Rb+OR(ROH)3-。即RbBAMBP一经形成，便被三个附加的BAMBP分子溶剂化。铷的萃取过程为放热反应。温度上升使铷分配比下降的趋势比铯缓慢些，降低平衡水相的温度对铷的萃取有利。萃取温度一般控制在291301K。被萃取铷从一相传递到另一相，是在箱式混合澄清器中完成的。20世纪60年代以来，混合澄清器应用仍很普遍，特别是箱式水平混合澄清器被看成是典型，标准而又用得最多的一种革取设备。其特点是两相的流动借助混合室的机械搅拌，使各萃取级都处在同一水平上，结构紧凑。洗涤 从水相中萃取铷后，负载有机相机械夹带或部分萃取钾、钠等杂质。如直接反萃取，最终产品将含这些杂质。因此，在反萃取铷之前，需洗涤负载有机相。洗涤实际上是控制性洗涤杂质的反萃取过程，通常用中性纯水或碱度很低的溶液洗涤负载有机相，即可达到除去杂质的目的。洗涤相比取决于对被萃取铷的纯度要求，相比愈小即洗水量愈大，难萃组分钾、钠洗脱率愈高，但同时被萃组分铷的洗损率也愈大。因此，要尽量减少被萃组分铷的回流量。一般控制洗涤相比为3.24.2。反萃取 从洗涤过的负载有机相反萃取铷是使其与水溶液接触来实现的。BAMBP和t-BAMBP为弱酸性萃取剂，只能在碱性溶液中萃取。反革取和萃取是两个相反的过程，因而可用稀酸来破坏负载有机相中的萃合物，使铷进入反萃取液中。矿物酸、有机酸或二氧化碳加水均可用作反萃剂，获得相应的铷盐。只要正确选择酸的浓度和相比，稍微过量的酸即可使铷完全反萃下来，可以制得很浓的产品溶液。有机相在整个过程中连续与碱液或酸液接触，反萃取后的有机相不需经过任何再生处理即可返回萃取过程循环使用。生产实例 从锂云母的石灰法提锂母液中萃取铷是美国橡树岭实验室于1965年提出的，由锂云母提锂母液得到的碱金属混合碳酸盐(alkarb)溶液，在pH13.5时用BAMBP联合萃取铷和铯，然后从负载有机相中选择反萃铷，可能是从混合碱溶液萃取分离铷、铯较为理想的方法。中国于1983年从锂云母的石灰法提锂、钾母液萃取铯的萃余液中，用t-BAMBP进行了萃取铷的中间工厂试验。水相料液(铯萃余液)组成如表1，有机相由1.3mol/Lt-BAMBP-2/3二乙苯+1/3磺化煤油组成，在箱式混合澄清器中进行分馏萃取(图)。混合室尺寸为60mm60mm120mm，澄清室为60mm180mm120mm。萃取九级，以纯水洗涤八级，洗后负载有机相以含盐酸0.8mol/L的溶液反萃取七级，流比为有机相：水相：洗液：反萃取剂=3.19：1.0：0.9：0.49，相应流量(mL/min)为104.32、32.73、29.32、15.9l，铷萃取率为96.41。氯、化铷反萃液送蒸发结晶，母液返回下一批反萃液蒸发。结晶体在723K温度下