磷钼酸铵无机离子交换剂分离卤水中的铷钾

摘要

随着国内外高新技术产业的迅猛发展,碱金属铷及其化合物以其独有的特征,越来越广泛地应用于光纤、电子、发光、钎焊剂等各种材料中。世界能源日趋紧张,寻求新的能量转换方式,以提高效率和节约燃料,减少环境污染。而铷在新能量转换中的应用显示了光明的前景。因此,研究从含铷资源中提取分离铷具有重要意义。
　　 由于铷特殊的用途,加之其存在十分稀散,提取难度大,因此对铷的分离方法和技术提出了越来越高的要求。其中无机离子交换剂分离富集铷是一种重要的方法。本课题以四川平落坝构造海相卤水为研究对象,探索磷钼酸铵无机离子交换剂对高钾卤水中铷、钾的分离性能。
　　 本论文采用单因素法,以吸附率、分离因数和解吸率为评价指标,综合考虑生产操作条件等因素分别对吸附交换阶段和解吸阶段中所涉及到的条件因素进行了考察。
　　 通过实验,比较磷酸锆、磷锑酸、磷钼酸铵三种无机离子交换剂吸附铷及分离铷、钾的性能,其中磷钼酸铵吸附性能最佳,铷交换容量及铷、钾分离因数分别为1.11 mmol/g和35.12。采用单因素静态试验法,通过料液组成、温度、吸附时间等吸附条件优化实验的探讨,得出用磷钼酸铵分离铷、钾较优的吸附条件:在室温下,料液组成为1:1的中性料液,吸附时间为15h,铷的吸附率达83.70％,钾的吸附率为10.02％,铷钾分离因数46.34。
　　 采用氯化铵为解吸剂,通过实验考察解吸剂溶液浓度、pH值、解吸时间以及温度对解吸效果的影响,得出较优的解吸条件:在室温下,解吸液NH4Cl的浓度为20％,pH值=7.0,解吸时间6h,铷的解吸率可达到39.79％,钾的解吸率约58.27％。
　　 原料液经两次分离试验,解吸液中氯化铷的含量由原料液的9.09％可提高到84.74％,达到铷、钾的初步分离。每一次分离实验中,磷钼酸铵经三次连续解吸,铷的解吸率明显提高,由一次解吸的33.00％提高到85.09％。整个试验中,铷有一定的损失。
　　 磷钼酸铵离子交换剂对铷有较高的吸附容量,铷、钾分离因素较高,但解吸过程相对比较困难,如何提高磷钼酸铵吸附交换分离过程中铷的解吸率,需要以后进一步研究探讨。