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锂矿石伴生铷铯资源综合回收利用方法

2023-05-23 16:1311080

铷铯属于国家重要战略资源,我国的铷铯资源储量十分有限。目前全球铷资源主要集中在纳米比亚、津巴布韦和加拿大三国。全球氧化铯资源储量约22万吨,主要分布于加拿大、津巴布韦、纳米比亚、澳大利亚四国,资源非常稀缺。铯榴石含有5%-32%氧化铯,其矿产是提取铯资源的主要原料。


我国铷铯资源主要赋存于盐湖卤水和锂云母中、铯榴石,自新疆可可托海三号矿坑关闭后,我国已无可供独立开采的铯榴石矿。锂云母中铷含量占全国铷资源储量的55%,以江西宜春储量最为丰富,是我国铷矿产品的主要来源。湖南、四川的锂云母矿中也含有铷。青海、西藏的盐湖卤水中含有铷,是有待于开发的我国未来的铷资源。但因为品位低、组成复杂,开采难度极大。因此,高效开发我国矿石和盐湖卤水中低品位铷铯资源意义重大。



铷铯产品在化学催化、石油开采和医学医药领域有广泛应用。因其具有非常好的延展性、导电性和导热性及独特的光电效应,目前已经广泛应用于频率、时间标准、能源、特种玻璃、军事、医疗农业、化工 等高科技领域。但铷、铯、锂、钾、钠等元素通常都是在一起的,所以铷铯萃取分离就比较困难。



常用的铷铯萃取分离方法有溶剂萃取,离子交换法,沉淀法等。溶剂萃取通常在常温或较低温度下进行, 能耗低,特别适用于热敏性物质的分离, 而且易于实现大规模连续化的生产。近年来,溶剂萃取法是使用较为广泛、研究较多并且发展很快的一种新型分离提纯方法。而新型CWL-M系列高效离心萃取机的使用,可以进一步加快了萃取法提取铷铯的发展进程。



铷铯萃取分离工艺流程:矿石浸出液或卤水原液(以下统称为料液)与萃取剂按照一定相比进入萃取段,经过多级离心萃取后,将萃余液收集至余液储罐,萃取后的负载有机相进入水洗段,经过多级离心水洗,洗水流入余液储罐中,水洗后的负载有机相进入离心反萃段,经过多级反萃后得到的再生萃取剂进入萃取剂储罐中进行循环利用,洗水和余液混合后再次进入萃取段,反萃后的反水经进一步处理作为反萃取剂进行循环使用。流程示意图如图所示:



锂矿石伴生铷铯资源综合利用过程,工艺路线采用CWL-M型离心萃取装置进行“萃取—洗涤纯化—反萃富集”的萃取分离铯盐工艺,具有占地小、持液量小、密闭性强、平衡快,萃取纯度高等优点。经多级萃取反萃工艺铯的萃取率稳定在≥97%,同时实现了铷的零损失,所得氯化铯富集液纯度≥99.5%,通过强化过程和调控关键参数可获得纯度≥ 99.9%的高纯氯化铯富集液。


相比于其他分离提取方法,萃取法分离提取锂矿石伴生等低品位铷铯资源,具有回收率高、产品纯度高、工艺流程简便、生产成本低廉等诸多优势。萃取法分离提取锂矿石伴生等低品位铷铯资源技术的突破及广泛应用,将极大改善我国铷铯矿石产品过度依赖进口的局面,保障我国战略性铷铯资源的自给。


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