一種萃淋樹脂提純銣銫液的方法與流程
2023-05-19 07:17:21
本發明屬於銣銫液提純技術領域，具體涉及一種萃淋樹脂提純銣銫液的方法。
技術背景
銣、銫在地殼中含量頗豐，按元素豐度排列分別居第16位和第40位，兩種元素在自然界中常相伴而生，與鋰、鉀等元素共生，主要富存於鋰雲母和銫榴石等固體礦石及鹽湖滷水中。銣、銫作為重要的稀缺鹼金屬資源，不但廣泛應用於工業催化、醫藥和特種玻璃等傳統行業，而且在信息技術、新能源和航空航天等高新技術領域也顯示出強大生命力。工業上生產銣、銫的基本原料主要是銫榴石、鋰雲母，但其提取過程複雜、成本高且耗能大；鹽湖滷水中銣、銫以離子形式存在，對其提取工藝相對簡單，成本低，耗能少，是當今銣、銫工業技術發展趨勢。
分離提取銣、銫的方法主要有分步沉澱、分級結晶、離子交換、色譜分離和溶劑萃取等，用沉澱法處理和分離的效果較差，而且沉澱過程較複雜，國內外在銣、銫的分離提取上對溶劑萃取法進行了較多的研究。例如，中國專利文獻CN 105256150 A公開了一種從酸性滷水中提取銣銫的方法，所述方法為將滷水泵入裝有銨型螯合樹脂吸附柱，鈣離子和鎂離子被銨型螯合樹脂吸附柱吸附，流出液為除鈣離子和鎂離子後的滷水；流出液與t-BAMBP、煤油或磺化煤油混合振蕩，靜置分層後水相和有機相分離；然後有機相經鹽酸反萃取得到含有氯化銣和氯化銫的水相。
上述技術的螯合樹脂為球形顆粒，便於固液分離，且上述技術提取銣銫的方法可以實現去除放射性水體中的銣銫離子的分離提取，但上述方法需要先將鈣離子和鎂離子被銨型螯合樹脂吸附柱吸附，然後將樹脂中的流出液經t-BAMBP、煤油或磺化煤油萃取出銣銫，最後還需用鹽酸反萃，才能得到含氯化銣和氯化銫，可見上述提純工藝較複雜，不適用工業化生產。因此，對現有的銣銫液提純方法進行改進具有重要意義。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於克服現有的銣銫液提純方法所存在提純工藝較複雜，不適用工業化生產的缺陷，進而提供一種提純工藝簡單、適用工業化生產且產率和純度較高的萃淋樹脂提純銣銫液的方法。
本發明解決上述技術問題採用的技術方案為：
本發明提供一種萃淋樹脂提純銣銫液的方法，包括如下步驟：
(1)t-BAMBP萃淋樹脂的製備
將大孔樹脂、t-BAMBP和稀釋劑混合均勻，在室溫下攪拌8～12h，過濾，將過濾後的樹脂烘乾，即製得所述t-BAMBP萃淋樹脂；
(2)銣銫液的純化
將銣銫混合液和t-BAMBP萃淋樹脂置於容器中，用鹼性溶液調節上述銣銫混合液鹼度為1.0～1.5mol/L，振蕩攪拌，過濾，得到吸附銣銫的t-BAMBP萃淋樹脂；
向吸附銣銫的t-BAMBP萃淋樹脂中加入鹽酸，振蕩攪拌，過濾，即得到提純銣銫液。
優選地，所述稀釋劑為石油醚。
優選地，所述大孔樹脂為聚苯乙烯-二乙烯苯型大孔吸附樹脂。
所述t-BAMBP與所述稀釋劑的體積比為1:(1～10)。
所述t-BAMBP萃淋樹脂與所述銣銫混合液的質量比為1:(1～5)。
優選地，所述鹼性溶液為氫氧化鈉。
優選地，用鹼性溶液調節銣銫混合液鹼度為1.0～1.2mol/L。
進一步地，所述鹽酸濃度為0.5～3mol/L。
步驟(1)中，將所述過濾後的樹脂在50～90℃烘箱下烘乾；步驟(2)中，所述振蕩攪拌時間為4～10h。
本發明的上述技術方案具有如下優點：
1、本發明所述的萃淋樹脂提純銣銫液的方法，採用聚苯乙烯-二乙烯苯型大孔吸附樹脂，該吸附樹脂為白色球狀顆粒，是一個交聯聚合物，聚合物形成後，除去致孔劑，在樹脂中留下大大小小、形狀各異且互相貫通的孔穴，其乾燥後內部具有較高的孔隙率，且孔徑較大，因此，該樹脂具有較好的吸附力；此外，本發明製備得到的t-BAMBP萃淋樹脂對銣銫具有很好吸附作用，可以實現與其他離子的有效分離，選擇性較好。
2、本發明所述的萃淋樹脂提純銣銫液的方法，該方法萃淋樹脂技術是由萃取劑吸附到常規大孔聚合物載體上製備而成，選用不同的萃取劑，可吸附不同的金屬，本發明選用t-BAMBP為萃取劑，t-BAMBP是一種常用銣銫萃取劑且對提純銣銫具有較好的效果，另外，本發明所述的方法工藝簡單、試劑消耗量少且分離純化效果好，得到銣銫液的產率和純度較高，無環境汙染且經濟效益高。
具體實施方式
下面將對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互結合。
實施例1
本實施例提供的萃淋樹脂提純銣銫液的方法包括如下步驟：
靜態試驗法提純銣銫液
(1)t-BAMBP萃淋樹脂的製備
稱取用無水乙醇清洗後的聚苯乙烯-二乙烯苯大孔樹脂20g，將其與20mL t-BAMBP置於容器中，然後加入20mL石油醚混合均勻，在室溫下攪拌10h，過濾，將過濾後的樹脂於80℃烘箱下烘乾，即製得t-BAMBP萃淋樹脂。
(2)銣銫液的純化
將100mL銣銫混合母液和20g t-BAMBP萃淋樹脂置於容器中，上述銣銫混合母液中銣濃度為530mg/L，銫濃度為98mg/L；用氫氧化鈉調節上述銣銫混合母液的鹼度為1.5mol/L，振蕩攪拌8h，過濾，得到吸附銣銫的t-BAMBP萃淋樹脂；
向吸附銣銫的t-BAMBP萃淋樹脂中加入1mol/L鹽酸100mL，振蕩攪拌6h，過濾，即得到提純銣銫液，本實施例提供的萃淋樹脂提純銣銫混合母液的純化率如表1所示。
表1萃淋樹脂提純銣銫混合母液的純化率
由1可知，本發明實施例1提供的萃淋樹脂對銣銫混合母液中銫的純化率為86％，銣的純化率為81％。
實施例2
本實施例提供的萃淋樹脂提純銣銫液的方法包括如下步驟：
(1)t-BAMBP萃淋樹脂的製備
稱取用無水乙醇清洗後的聚苯乙烯-二乙烯苯大孔樹脂20g，將其與20mL t-BAMBP置於容器中，然後加入200mL石油醚混合均勻，在室溫下攪拌8h，過濾，將過濾後的樹脂於50℃烘箱下烘乾，即製得t-BAMBP萃淋樹脂。
(2)銣銫液的純化
將100mL銣銫混合母液和20g t-BAMBP萃淋樹脂置於容器中，上述銣銫混合母液中銣濃度為780mg/L，銫濃度為169mg/L；用氫氧化鈉調節上述銣銫混合母液的鹼度為1.0mol/L，振蕩攪拌10h，過濾，得到吸附銣銫的t-BAMBP萃淋樹脂；
向吸附銣銫的t-BAMBP萃淋樹脂中加入0.5mol/L鹽酸100mL，振蕩攪拌4h，過濾，即得到提純銣銫液，本實施例提供的萃淋樹脂提純銣銫混合母液的純化率如表2所示。
表2萃淋樹脂提純銣銫混合母液的純化率
由2可知，本發明實施例2提供的萃淋樹脂對銣銫混合母液中銫的純化率為84.6％，銣的純化率為81.4％。
實施例3
本實施例提供的萃淋樹脂提純銣銫液的方法包括如下步驟：
(1)t-BAMBP萃淋樹脂的製備
稱取用無水乙醇清洗後的聚苯乙烯-二乙烯苯大孔樹脂20g，將其與20mL t-BAMBP置於容器中，然後加入80mL石油醚混合均勻，在室溫下攪拌12h，過濾，將過濾後的樹脂於90℃烘箱下烘乾，即製得t-BAMBP萃淋樹脂。
(2)銣銫液的純化
將100mL銣銫混合母液和20g t-BAMBP萃淋樹脂置於容器中，上述銣銫混合母液中銣濃度為365mg/L，銫濃度為85mg/L；用氫氧化鈉調節上述銣銫混合母液的鹼度為1.2mol/L，振蕩攪拌4h，過濾，得到吸附銣銫的t-BAMBP萃淋樹脂；
向吸附銣銫的t-BAMBP萃淋樹脂中加入3mol/L鹽酸100mL，振蕩攪拌10h，過濾，即得到提純銣銫液，本實施例提供的萃淋樹脂提純銣銫混合母液的純化率如表3所示。
表3萃淋樹脂提純銣銫混合母液的純化率
由3可知，本發明實施例3提供的萃淋樹脂對銣銫混合母液中銫的純化率為81.2％，銣的純化率為80.8％。
實施例4
動態試驗法提純銣銫液
(1)t-BAMBP萃淋樹脂的製備
稱取用無水乙醇清洗後的聚苯乙烯-二乙烯苯大孔樹脂20g，將其與20mL t-BAMBP置於容器中，然後加入20mL石油醚混合均勻，在室溫下攪拌8～10h，過濾，將過濾後的樹脂於90℃烘箱下烘乾，即製得t-BAMBP萃淋樹脂。
(2)銣銫液的純化
將上述t-BAMBP萃淋樹脂置於樹脂交換柱中，取40ml銣濃度為530mg/L、銫濃度為98mg/L的銣銫混合溶液於恆壓滴定管中，控制滴定速度滴入萃淋樹脂交換柱中，流出液即萃取餘液，待20min中銣銫液滴完後，用40mL濃度為1.0mol/L的HCl解吸劑解吸，流速為2mL/min，收集純化濾液，即得到提純銣銫液。
綜上，本發明所述方法工藝簡單，分離純化效果好，得到銣銫液的產率和純度較高，無環境汙染且經濟效益高。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。