[發明專利]基于氯化焙燒法從銫榴石中提取銫的方法

在審

• 申請號: 202010617817.9
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111560513A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 彭秋華;左青松;陳凱
• 申請（專利權）人: 江西東鵬新材料有限責任公司
• 主分類號: C22B1/08
• 分類號: C22B1/08;C22B3/04;C22B26/10
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 吳稱生

本發明公開了一種基于氯化焙燒法從銫榴石中提取銫的方法，將礦石用制樣機磨細得到銫榴石礦粉，將氯化鈣加熱溶化為水溶液；將經過磨細后的銫榴石礦粉與將經過溶化后的氯化鈣溶液混合均勻；將混合均勻后的物料加入瓷坩堝中，放入馬弗爐內焙燒；焙燒料磨碎后用水攪拌并加熱浸出，過濾得到浸出液，浸出液輸送給萃取工序提取高品位的銫產品。本發明用加熱溶化氯化鈣溶液處理銫榴石礦粉，經過焙燒后的焙燒料浸出效果良好，銫金屬回收率達到95％以上，無需采用酸性體系焙燒和浸出，對設備腐蝕性小，浸出液為氯化銫體系，可以直接用于萃取分離。

技術領域

本發明涉及化工生產技術領域，特別是涉及一種從銫榴石中提取銫的方法。

背景技術

銫是一種淡金黃色的活潑金屬，熔點低，在空氣中極易被氧化，能與水劇烈反應生成氫氣且爆炸。銫在自然界沒有單質形態，僅以鹽的形式極少的分布于陸地和海洋中。銫是制造真空件器、光電管等的重要材料。

銫-133沒有放射性，但是鈾-235在裂變后會產生長壽命的銫–137。銫–137半衰期30.17年，可輻射β射線和γ射線，用作β和γ輻射源，用于工農業和醫療。

銫在堿金屬中是最活潑的，能和氧發生劇烈反應，生成多種銫氧化物。在潮濕空氣中，氧化的熱量足以使銫熔化并燃燒。銫不與氮反應，但在高溫下能與氫化合，生成相當穩定的氫化物。銫能與水發生劇烈的反應，如果把銫放進盛有水的水槽中，馬上就會發生爆炸。甚至和溫度低到-116℃的冰均可發生猛烈反應產生氫氣、氫氧化銫，生成的氫氧化銫是無放射性的氫氧化物中堿性最強的。與鹵素也可生成穩定的鹵化物，這是由于它的離子半徑大所帶來的特點。銫和有機物也會發生同其他堿金屬相類似的反應，但它比較活潑。銫在空氣中氧化不僅僅得到氧化銫、過氧化銫，還有超氧化銫、臭氧化銫等復雜的非整比化合物。

銫鹽跟鉀鹽、鈉鹽一樣溶于所有鹽溶液中。但是高氯酸鹽不溶。銫鹽通常是無色的，除非陰離子有顏色(如高錳酸銫是紫色的)。許多簡單的鹽具有潮解性，但比更輕的其他堿金屬弱。銫的乙酸鹽、碳酸鹽、鹵化物、氧化物、硝酸鹽和硫酸鹽可溶于水。復鹽通常溶解度較小，硫酸鋁銫溶解度較小的性質常用來從礦石中提純銫。與銻(例如CsSbCl4)、鉍、鎘、銅、鐵和鉛形成的復鹽通常溶解度很小。

氫氧化銫(CsOH)是一種具有強烈吸水性的強堿。它能迅速腐蝕半導體材料(例如硅)的表面。過去化學家曾認為CsOH是“最強的堿”，但是許多化合物的堿性(質子堿性)遠比CsOH強，例如正丁基鋰，氫化銫和氨基鈉。

由于銫具有獨特的性質，并基于其獨特性質在許多高科技領域已經得到或正在得到越來越廣泛的應用。比如光電原器件、原子鐘、高性能電池、催化劑(無機或有機合成)、顯示屏鍍膜、高檔微晶玻璃等等方面。

銫在地球上是稀有元素，主要存在于海水中，不過濃度很低，只有十萬分之一。但也存在于一些固體礦物中，比如銫榴石、鋰輝石、鋰云母、鐵鋰云。目前，銫榴石是世界上用于生產銫鹽的主要原料，其次是鋰云母。比較純的銫榴石是含銫20％左右、含其他堿金屬約4％的鋁硅酸鹽礦物，組成為2Cs₂O·2A1₂O₃·9SiO₂·H₂O，用銫榴石生產銫鹽的方法分為酸法和焙燒法兩大類。酸法有鹽酸法、硫酸法等；焙燒法有碳酸鈉焙燒法、氧化鈣及氯化鈣焙燒法、氯化鈣及氯化銨焙燒法等。

發明內容

本發明提出一種氯化焙燒法從銫榴石中提取銫的方法，用加熱溶化氯化鈣溶液處理銫榴石礦，焙燒料浸出效果良好，銫金屬回收率達到95％以上，無需采用酸性體系焙燒和浸出，對設備腐蝕性小，浸出液為氯化銫體系，可以直接用于萃取分離。

本發明的反應原理為：在高溫焙燒情況下，氯化鈣與銫榴石反應，反應方程式如下：