制取铷铯的工业方法
锂云母提铷铯
赣锋锂业开发的氯化钠压浸法锂云母提锂和资源综合利用新工艺,采用氯化钠—氧化钙联合压煮法从锂云母中提锂,利用纯碱沉锂法制备出电池级碳酸锂,锂收率高(>85%),能耗低,渣可回收利用,并且可以综合高效提取铷铯盐。
2008年,赣锋公司开始采用新工艺试生产,2009年扩产,建成一条年产5400吨电池级碳酸锂、100吨铷铯盐的生产线。
至今已累计生产电池级碳酸锂约5700吨,铷铯盐170吨。
据了解,锂云母提锂是个世界性难题,一方面是锂云母品位低、渣量大,且含有一定量氟,冶炼时易形成难溶氟化物,导致收率低,造成环境污染;另一方面锂云母矿石中所含的钾、铷、铯、氟等稀有贵重资源难以实现综合利用。
铷和铯分离纯化方法-离子交换法
世上无难事,只要肯攀登
铷和铯分离纯化方法-离子交换法
离子交换法是分离铷、铯的重要手段,这方面的研究一直比较活跃,不断有新的具有选择吸附性能的离子交换剂出现。
这种方法按交换剂的组成可分成有机树脂的离子交换法和无机材料的离子交换法。
图1 示出离子交换法提取铯艺流程图。
图1 离子交换法提取铯工艺
许多无机离子交换材料分离铷、铯的性能优于有机离子交换树脂。
主要包括以下几类:(1)天然及人造沸石:这是一种具有离子交换性能的晶状铝硅酸盐,可较好地分离一些环境水样中的铯。
但总的来说沸石多用于工业生产;(2)杂多酸盐:主要有磷钼酸盐、磷钨酸盐、砷钼酸盐、硅钼酸盐等,曾广
泛用作某些一价离子,尤其是重稀碱金属离子铷和铯的特效性阳离子交换剂,(3)金属亚铁氰化物及铁氰化物:用于分离铷、铯的研究可分为两个阶段:20 世纪60、70 年代是亚铁氰化物研究的兴盛时期,自80 年代出来,人们研究的热点逐渐集中到了铁氰化物,不断有新交换剂出现;(4)多价金属酸性盐:水合氧化物等:它们对铷和铯也有良好的选择性。
无机离子交换剂分离铷和铯的应用实例见下表由于无机离子交换剂在水中的溶解度较大,也难必用它制得具有满意的液体流速的色谱杜,因此这类离子交换剂的发展受到了一定的限制。
尤其是一些螯合树脂对铷、铯的变换容量较大,适合装柱后用于色谱、流动注射等进行在线分离富集。
但由于其对高价离子的交换势大,有常量的高价离子共存时干扰很大,而且耐热性、抗辐射性差等原因。
因此,在实际生产及复杂基体样品分析中的应用价值不大。
铷铯及其化合物的提取工艺及研究进展
铷/铯及其化合物的提取工艺及研究进展目前,世界上铷、铯盐工业生产的主要原料是铯榴石和锂云母。
用铯榴石生产铯盐多用酸法,包括硫酸法、盐酸法、氢氧酸法,以硫酸法和盐酸最为流行。
用碱法处理铯榴石有碳酸钠烧结法、氧化钙---氯化钙烧结法、氯化钙---氯化铵烧结法等。
用锂云母生产铷、铯盐时,一般采用氯锡酸盐法、铁氯化物、BAMBP 萃取法。
对于铷铯含量低的公司液体矿物,如海水、盐湖卤水、工业母液,一般采用吸附法和萃取法。
2.1 铷及其化合物提取工艺及研究进展2.1.1 铷及其化合物提取工艺及研究进展由于铷是分散元素,常与其他碱金属元素,如丰度很大的钾共生,且它们无论是物理还是化学性质都十分接近,这为铷的分离、提纯和产品深加工带来了很大困难,增加了铷提取、提纯工艺的复杂性。
从最古老的分级结晶法开始,逐步开发出了沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法等多种提铷工艺,并仍在研究其他有效提取方法。
一、分步结晶分离法……二、沉淀法在工业生产中,常用沉淀法分离提取铷,尤其适用于从含铷量高的卤水或溶液中分离提取铷。
……三、离子交换法离子交换法也是从盐湖卤水或制盐卤水中分离提取铷的常用生产方法。
……四、溶剂萃取法采用溶剂萃取法分离、……2.1.2 铷化合物提纯和金属铷的制备技术铷及其化合物的产品纯度对保证其应用和后续产品质量至关重要。
近年来,国内外在铷及其化合物的提纯方面也做了一些研究工作。
有研究用工业碳酸铷为原料,……电解法在由石墨阳极和铁阴极组成的电解槽内电解熔融氯化铷是本森(Bunsen)和契尔戈夫(Krichhoff)首次制得金属铷的方法。
……热分解法热分解法是制取少量高纯金属铷的一种方法。
……金属热还原法金属热还原法是制取金属铷的最简便方法。
…….2 铯及其化合物提取方法及研究进展由于与铯伴生的其他碱金属元素无论是物理性质还是化学性质都与铯十分接近,给分离带来了很大困难,因而铯的分离技术研究也成为人们非常感兴趣的课题。
铷和铯金属及盐类的制取
世上无难事,只要肯攀登铷和铯金属及盐类的制取金属铷和铯的制备方法通常有以下3 种:(一)电解法;(二)热分解;(三)金属热还原法。
一、电解法电解质是卤化物体系,由于金属沸点低而卤化物盐类熔点高,以及铷、铯在熔体中有一定的溶解度,又因金属铷和铯的活性很强,可在空气中燃烧,并遇水爆炸。
因此提取铷和铯必须在矿物油和惰性气体保护下,或在真空中进行,在操作上需要特别小心,所以未广泛得到应用。
金属铷和铯可先从汞阴极的熔体中电解得到汞齐,再从汞齐中回收。
常用铯盐熔融电解直接生产铯,虽然它能用一步法生产金属,例如,使用熔融铅阴极在700℃时电解熔盐CsCl,得到含大约8.5% Cs 的CsPb 合金,再在600-700℃真空中蒸馏得到金属铯。
另外,可使用汞阴极电解浓CsCl 水溶液,接着采用蒸去汞的办法得到铯。
用铝作阴极,在670~700℃时电解熔融氯化铯而生成铝铯合金。
在阴极电流密度为2A/cm2,温度为670℃时,电流效率为59%,铯铝合金再通过蒸馏可获得金属铯。
二、热分解法热分解法是制取高纯金属铷和铯的一种方法,使铷和铯氢化物或氮化物进行热分解。
在真空度为13.3Pa,温度500℃以下,可得到较好的效果。
用叠氮化物热分解,可用以制备高纯金属铷和铯。
可用硫酸铯水溶液与偶氮钡反应而制得铯的叠氮化物CsN3,它在326℃熔融,而在390℃分解而形成金属铯。
此法可获得不含气体的光谱纯金属,这些金属用作测定其热力学性能及物理常数。
三、热还原法该法是制取金属铷和铯的简便方法,在生产上广泛采用此法。
铷和铯的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、卤化物、硫酸盐、铬酸盐、硝酸盐等,均可用强还原性金属锂、钠、钙、镁、锆、铝或硅等在高温度下还原,然后减压蒸馏将铷和铯从反应器中移出。
金属热还原法因采用的原料及还原剂不同,而有下面一些方法。
如1、镁还原法:该法以金属镁作还原剂,可采用的铷、铯化合物原料。
卤水中铷、铯、硼、锂分离提取研究进展
电子、玻璃、医药等领域。
因此在众多的稀缺金属元素中,随着国内外科技的不断发展,对铷、铯的需求日益增加。
文章主要论述了三种方法分离提取铷铯。
2.1 沉淀法沉淀法是一种比较经典的提取方法,是在一定pH 、时间等条件下,通过控制某些沉淀剂的浓度,利用铷、铯离子能与沉淀剂反应结晶沉淀或生成难溶化合物的性质,进行分离提取出目标离子。
铷、铯离子产生沉淀的前提是与大体积阴离子结合。
用于提取分离铷、铯离子的大体积阴离子常用的是杂多酸、络合酸盐、多卤化物[8]、矾类[9]和某些有机试剂等等。
沉淀法在早期的工业生产中和裂变产物放射性元素的分离应用较多,这种方法一般用于从水溶液中或从铷、铯含量高的卤水中分离提取铷、铯。
利用沉淀法提取铷、铯的研究很少,主要是盐湖卤水中铷、铯的含量太少,利用沉淀法分离结果不是很理想。
岳涛等[10]以四苯硼钠作为铷的沉淀剂,利用重量法来分离铷,四苯硼钠可作为铷、铯的理想沉淀剂,由于反应生成的沉淀在水中的溶解度极小,四苯硼铷在水中的溶解度仅为0.378mg ,然而由于四苯硼钠也是钾离子的最佳沉淀剂,盐湖中的钾离子含量远远高于铷离子浓度,所以实际上用四苯硼铷做沉淀剂并不可行。
徐伟强等[11]用磷钨酸与铯反应产生沉淀来分离反应堆底泥中的放射性元索137Cs,该方法的平均回收率为99.72%,效果较好。
沈振天等[12]通过将制备的碘铋酸钾(KBiI)对标准CsCl 溶液(2g/L)进行重沉淀,并将所得沉淀物Cs 3Bi 2I 9溶解在盐酸溶液中后利用阴离子交换树脂去除杂质阴离子Bi 2I 93-,准确测定了合成样铯盐中的铯,测定误差小于0.7%,除了RbCl 的干扰,其他碱金属和碱土金属元素并不影响测定。
在钾离子等碱金属元素存在的情况下,碘铋酸钾也可准确的沉淀铷、铯,然而由于碘铋酸钾不溶于水,不能在盐湖卤水中提取铷、铯,矿石中铷、铯的提取可以用这种方法。
由于沉淀剂价格昂贵,且沉淀法的过程相对复杂,虽然沉淀法的回收率很高,沉淀法在实际生产中也很少应用。
萃取
文献综述
1. 2. 溶剂萃取法分离提取铷、铯所用的主要试剂包括酚醇类试剂、冠醚、二苦胺及其衍生物等。 常用的试剂为:4 - 仲丁基 - 2- (a - 甲苄基) 苯酚 (BAMBP) 和4 - 叔丁基 - 2- (a - 甲苄基) 苯 酚 (t - BAMBP),常用的稀释剂为磺化煤油。
THANK YOU
3.
4. 5.
萃取碱金属离子能力顺序依次是 Cs + > Rb + > K+ > Na
+
Байду номын сангаас
> Li +
铷和铯的萃取机理相同 ,都是 Cs + 、 Rb + 和苯酚上的酸性质子 H + 之间的交换过程 ,萃取反 应为 :Cs + (或 Rb + ) + 4ROH===Cs(或 Rb) OR·(ROH) 3 + H + 工艺上有两种萃取方式 :一是先将铷和铯同时萃取入有机相 ,再分别反萃取铷和铯 ;另一种是 从溶液中优先萃取铯 ,再从萃取铯的萃余液中萃取铷。
将工厂提钾后的盐湖卤水作为提取Rb +和Cs +的实验用卤水,将萃取剂t-BAMBP的磺化煤油溶 液(SK)作为有机相进行萃取。在萃取之前预先沉淀出镁并作为一种产品,在反萃前再多次洗涤 分离出大部分的K+和Na+,最终使Rb+和Cs+得到有效富集和分离。研究油水相比(O/A)、 水相的碱性(c(OH- )、 K +和Mg2 +的含量及洗涤油水相比(O/A′)对萃取过程的影响。最 佳工艺条件为:1.0 mol/L的t-BAMBP磺化煤油溶液,水相碱性c( OH- )=1 mol/L,油水相比 O/A=1:1。当用1×10-4 mol/L Na OH溶液洗涤萃取油相3次,洗涤油水相比O/A′=1:0.5时, 铷和铯的洗脱率仅为10.5%。经过5级逆流萃取,最终铷和铯的萃取率分别达到了95.04%与 99.80%。 Reference:
从制盐母液中直接提取铯和铷的新方法
。实验证实 5CA *7 溶液 制其淋洗流速为 2. D4%D’E) 完全能很理想地将 *+ , 自 !"#$%&’() 中解吸下来, (实验数据见表 )) 。 且解吸效率近 2==/
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验证程序 卤水制盐母液 2 === D4 总放射活性测定 !) " )流 经 A 3 !"#$%&’() 薄 层 后 制 盐 母 液 (B?. D4) 总放射活性测定 (放射活性 G ! A 3 !"#$%&’() 对 *+ , 捕获量 #) F ") 5CA *7 洗出液中总放射活性测定 $) !"#$%&’() 对 *+ , 的捕获效率: %) # % ! H 2==/ G 1./ 5CA *7 溶液解吸效率: &) $ % # H 2==/ !2==/ 总放射活性 (计数 ・ % D’E F 2 ) 22 @.= 2 -== B ?.= B ?A=
煮沸
理后, 浸没于相应浓度的磷钼酸铵 ( -I7J) 料液中 (配加一定量 -XJ 及助剂成分) 。在微沸条件浸渍, 直至取样检测载体表面 -I7J . -XJ ( 主活性组分) 的质量分数稳定在 &RO,’ 以上时, 取出已达浸渍终 点的微球硅胶。再经干燥、 活化、 后处理, 即可制得 外观为淡黄色的 -I7JLM;N& 离子交换剂成品 (表观 。 密度 #O!W P #O!R ?L4Y) & -I7JLM;N& 离子交换剂对 @G + 交换吸附作用验证 , 取盐井卤水制盐后的母液 (具体组成见表 ") 调 HT 值为 /O#。上述母液 " ### 4Y, 引入适量放射 性 @G@C 作示踪剂, 使其缓缓地流过 Z$ [ 玻璃砂芯滤 器 (流速控制为 "# P ", 4YL4;1, 该滤器事先已由 / ? 粉末状 -I7JLM;N& 离 子 交 换 剂 形 成 一 个 均 匀 的 薄 层, 该薄层将对 @G + 进行捕获) 。取样测定过滤前后
铷铯资源开发利用浅析
2017年新疆有色金属铷铯资源开发利用浅析王晨雪(新疆有色金属研究所乌鲁木齐830054)摘要本文从铷铯资源概况、铷铯提取方法、铷铯材料应用等方面,对铷铯资源开发利用情况进行浅析。
关键词铷铯资源提取方法铷铯材料1铷铯资源概况全球伟晶岩中铷储量主要集中在津巴布韦、纳米比亚、加拿大三个国家,还有盐湖卤水和光卤石矿中。
加拿大东南的Manitoba是世界上最大的铯资源,铯榴石主要是以单矿物带存在,占全世界已知总矿物的2/3。
我国铷铯资源储量主要分布在江西、湖南两省,新疆是我国最早的铷铯生产基地,江西宜春是当下最主要的产地。
以卤水形式存在的铷、铯广泛分布在青海、西藏等地的盐湖、地热水中。
近几年,随着青海盐湖资源的不断开发,盐湖资源的综合利用越来越受到人们的关注,其中稀散元素的回收利用得到很大重视。
金属铷铯化学性质活泼,生产、贮运都必须严密隔绝空气保存在液体石蜡、惰性气体或真空中,制约了其在一般工业领域的开发应用。
长期以来,世界金属铷铯的年产量和消费量在几百公斤至几吨之间,铷盐年产量及消费量约200t。
全球铷铯产品主要消费国是日本、德国和美国,主要在有机催化剂领域和高科技领域。
铷铯在工业实际应用的资源量稀少,使其产品售价较高,也限制了铷铯材料的使用范围。
但随着人类科学技术的发展和对铷铯应用开发研究的不断深入,还是逐步扩大了其适用的领域,并且成为不可替代的稀有贵重金属资源,在经济、战略上有着重要意义。
由于铷铯具有的独特性质,使它们不仅在电子器件、光电池、催化剂、特种玻璃、生物化学及医药等传统领域中有着重要的用途,而且在一些高科技领域中,如磁流体发电、热离子转换发电、离子推进火箭、激光转换电能装置等方面,也显示出了越来越重要的作用。
从上世纪60年代起,随着科学技术的发展,对铷铯独特性能的认识逐步深入和努力开发其应用领域,铷铯资源的开发利用和提取工艺技术的逐步发展,使铷铯产品得到开发,铷铯产品的产量逐渐增加。
近30年来,对铷铯应用新领域,特别是在高新技术领域中的应用性开发成果,加快了世界铷铯工业发展。
从卤水中萃取法提取铷铯的应用基础研究
从卤水中萃取法提取铷铯的应用基础研究卤水中萃取法是一种有效的方法,可用于提取铷铯元素。
铷铯是一种稀有金属元素,具有重要的应用价值,广泛应用于电子设备、光电子技术、核反应堆等领域。
因此,对卤水中铷铯的提取方法的基础研究具有重要的意义。
卤水中萃取法是指通过添加特定的溶剂来将铷铯从卤水中分离出来。
这种方法的基本原理是利用溶剂对铷铯的选择性吸附作用,将其从卤水中富集出来,然后进行后续的分离纯化步骤。
首先,对于卤水中的铷铯提取而言,选择合适的萃取剂是至关重要的。
一般来说,萃取剂应具有较高的选择性和溶解度,能够迅速与铷铯形成络合物,并能够与水中的杂质进行分离。
同时,还要考虑到萃取剂的成本和可再生性等因素。
目前,常用的萃取剂有冠醚类化合物、胺类化合物等。
这些萃取剂通过与铷铯形成络合物来把它们从卤水中提取出来。
例如,冠醚类化合物如15-冠-5可以选择性地与铷铯形成络合物,并能够方便地进行后续的分离纯化。
其次,对于卤水中铷铯的提取而言,还需要考虑萃取条件的优化。
这包括溶剂的选择、萃取剂与卤水中铷铯的比例、萃取时间、温度等因素。
通过调节这些条件,可以实现更高的萃取效率和选择性。
最后,卤水中铷铯的提取还需要进行后续的分离纯化步骤。
常见的分离纯化方法有溶剂萃取、配位沉淀、离子交换等。
其中,溶剂萃取是一种常用的方法,通过调整溶剂的性质和条件,可以将铷铯分离出来。
综上所述,卤水中萃取法是一种有效的提取铷铯的方法。
通过对萃取剂的选择、萃取条件的优化以及后续的分离纯化步骤,可以实现对铷铯的有效提取。
对于铷铯的应用基础研究来说,卤水中萃取法提供了一种重要的技术手段和方法,可以为相关领域的研究与应用提供有力支持。
从铯榴石制备铷和铯
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟从铯榴石制备铷和铯铯榴石是含铯量很高的矿石,它的生产主要分成简单的采矿,粉碎到需要的75μm粒度,在某些情况下进行手选,不需要其他富集。
虽然在美国和俄罗斯已经发展有浮选过程用于低品位矿的富集。
所得的精矿要进行提取铷和铯原料的前期处理,采用工艺有3 种:矿石的直接还原法、氯化焙烧法和酸分解法。
无论哪种方法,都要将铷和铯浸取入溶液中,再经过浓缩和分离。
铯榴石在烧结前,与石灰及氯化钙混合,其比例:20%矿物,66%石灰和4% CaC12。
在800~900℃温度下进行烧结,发生下述反应如:2CsA1Si2O6+3CaO+CaC12→2CsCl+A12O3+4CaSiO3 然后将得到的烧结物溶浸,过滤后加硫酸蒸发以完全除去盐酸。
分离出沉淀后,再加SbC13 溶液反应形成白色的铯锑盐结晶粉末。
溶解结晶后,再用H2S 除去硫化锑,得到CsCl 溶液。
近来有报道将矿石先进行氯化焙烧,经浸取和萃取成功地提取了RbCl,提取率78%~93%。
一、碱分解法将铯榴石矿石碱解采用两种配料,即(1)矿石与CaCO3-CaCl2 混合在800~900℃焙烧;(2)矿石与Na2CO3-NaCl 混合在600~800 ℃焙烧之后,接着用水浸取焙烧过的烧结块后,将溶液转变成Cs 矾盐,即Cs2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,铯完全可以从铯榴石矿中提取出来。
有报道用煤油与酚萃取CSCl 溶液的方法。
二、酸法浸取用酸浸取铯榴石是生产商品铯盐的第一个过程,通常用的无机酸有HF,HBr,HCI 和H2SO4,在法国使用的是HF,它能使铯完全回收,然而,使用HF 的困难却能抵消它的益处。
同样,可用HBr 将铯榴石转变成溴化物,用异丙醇沉淀溴化铯,用液态Br2 将铯转移出来。
该法未被使用的原因是由于用热酸带来的工程问题。
一般说来采用盐酸浸溶和硫酸浸溶较多。
(一)HCl 浸溶法酸分解法中以盐酸法应用最普遍(见图1),用浓盐酸分解铯榴石,浸出率可以达到97%。
卤水中铷铯提取的工艺综述
一、前言随着现代化的发展,各种高科技产品的出现,对于高纯度金属材料的需求不断增加,铷铯材料作为一种重要的功能性材料,其应用领域越来越广泛。
卤水中富含铷铯元素,因此,卤水中铷铯提取技术的研究与开发具有重要的意义。
本文将综述卤水中铷铯提取工艺的研究进展。
二、卤水中铷铯提取工艺1. 富集方法卤水中铷铯的含量较低,需要经过一定的富集处理以提高铷铯的含量,常用的富集方法包括蒸发结晶法和离子交换法。
(1) 蒸发结晶法蒸发结晶法是将卤水置于蒸发器中进行蒸发,待卤水浓度升高时,铷铯元素的浓度也相应升高,达到一定的浓度后,进行结晶分离,提取铷铯元素。
该方法结构简单,操作方便,但由于结晶过程中还会含杂质元素结晶,导致产物纯度不高。
(2) 离子交换法离子交换法是利用交换树脂对卤水中的离子进行选择性的吸附分离,在弱酸性条件下优先吸附铷铯元素,随后再用强酸洗脱得到纯铷铯溶液。
该方法可有效提高铷铯的纯度,但操作复杂、成本较高。
2. 萃取方法铷铯元素的提取通常采用有机溶剂萃取法,根据不同的溶剂选择萃取剂,可以分为沸石分子筛法、磷酸盐法等。
(1) 沸石分子筛法沸石分子筛法是利用沸石分子筛对卤水中的铷铯元素进行吸附分离,然后用硫酸溶液浸出铷铯沸石分子筛,最后用有机溶剂(如2-乙基己基磺酸钠)萃取得到铷铯溶液。
(2) 磷酸盐法磷酸盐法是利用磷酸盐物质作为萃取剂,对卤水中的铷铯元素进行选择性萃取分离,然后用有机溶剂(如三丁基氧化膦)将铷铯从磷酸盐中萃取出来。
该方法操作简单、分离效果好,但由于磷酸盐极易受到污染,其操作卫生环境要求较高。
三、发展方向为了提高铷铯元素的利用率和纯度,目前一些新兴的铷铯萃取技术逐渐被学术界重视,其中包括离子液体萃取、超重力场萃取等。
离子液体萃取是以离子液体作为萃取剂,对铷铯元素进行选择性吸附、分离,具有萃取效率高、操作简单、废水产生少等优点。
超重力场萃取是一种新型的物理萃取方法,借助于离心机等设备,利用超强离心力对卤水中的铷铯进行分离,该方法操作简单,无需萃取剂,且对环境污染免疫。
一种采用离子液体常温电解制备碱金属铷和铯的方法[发明专利]
(10)申请公布号 CN 102242376 A(43)申请公布日 2011.11.16C N 102242376 A*CN102242376A*(21)申请号 201110218655.2(22)申请日 2011.08.02C25C 1/02(2006.01)(71)申请人湖南大学地址410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号(72)发明人旷亚非 王潇 周海晖 黄中原刘丹(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人魏娟(54)发明名称一种采用离子液体常温电解制备碱金属铷和铯的方法(57)摘要本发明涉及一种采用离子液体常温电解制备碱金属铷和铯的方法。
通过采用溶解有铷离子或铯离子的离子液体溶液为电解液,常温条件下直接电解制备金属铷或铯。
电解电位控制在离子液体电化学窗口下限与铷离子或铯离子起始还原电位之间,使铷铯金属离子在阴极还原析出。
本发明所采用的离子液体具有电化学窗口宽、电导率高、性能稳定、环境友好等优异性能,并且对铷铯金属离子具有良好的溶解能力,可满足电解制备金属铷铯的要求。
本发明克服了传统碱金属铷铯制备方法需要较高温度且生产设备腐蚀严重的缺点,大大提高了能源的利用率并延长了生产设备的使用寿命,可节约生产成本,提高经济效益。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页1.一种采用离子液体常温电解制备碱金属铷和铯的方法,采用溶解有铷离子或铯离子的咪唑类离子液体溶液为电解液,电解制备金属铷或铯;电解电位控制在离子液体电化学窗口下限与铷离子或铯离子起始还原电位之间,使铷铯金属离子在阴极还原析出。
2.根据权利要求1所述的方法,所述咪唑类离子液体的电化学窗口下限为-2.2~-2.0V vs Ag。
3.根据权利要求2所述的方法,所述咪唑类离子液体的对铷或铯离子溶解度为20~50mmol/l。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,所述的咪唑类离子液体为1-烷基-3-甲基咪唑离子液体,该离子液体具有式I所示结构通式:其中烷基R的C数为2~5,阴离子X为Cl、Br、PF6-、BF4-其中之一;式I。
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制取铷铯的几种工业方法
(1) 熔盐电解法用熔融铅阴极在700°C时,电解纯氯化铯得到铯铅合金,真空蒸馏可得金属铯。
(2) 热分解法用铷和铯的氢化物或氮化物作原料,在一定真空度及温度下,可获得不含气体的光谱纯金属,但适于少量生产。
(3) 金属热还原法此法是制备金属铷和铯的简便方法,因还原剂不同,有镁还原法、锆还原法和钙还原法。
镁还原用铷、铯的碳酸盐、铝酸盐、氢氧化物、氯化物作原料,在较低温度下进行;锆还原用铷和铯的铬酸盐,反应速度快,金属回收率高;钙还原用铷和铯的氯化物为原料,将纯氯化铯装入反应器中,然后加纯钙粉,混合均匀并稍压紧,密封反应器后抽真空,并缓慢升温,从反应器中流出的铯收集于玻璃小瓶中。
铷的生产方法同铯。
铷(Rb) [1] 是一种的银白色轻金属。
质软而呈蜡状,其化学性质比钾活泼。
在光的作用下易放出电子。
遇水起剧烈作用,生成氢气和氢氧化铷。
易与氧作用生成复杂的氧化物。
由于遇水反应放出大量热,所以可使氢气立即燃烧。
纯金属铷通常存储于密封的玻璃安瓿瓶中。
铷广泛应用于能源、电子、特种玻璃、医学等领域。
中文名:铷
外文名:rubidium
元素符号: Rb
原子量: 85.4678
元素类型: 金属元素
原子序数: 37
发现人: 本生、基尔霍夫
管制类型: 易制爆
熔点: 38.89℃
密度: 1.532 g/cm3
莫氏硬度: 0.3
热膨胀: 90 µm/(m·K)
导热性: 58.2 W/(m·K)
磁序: 顺磁性
拉伸模量: 2.4 GPa
体积模量: 2.5 GPa
铯
铯(Caesium;Cesium)是一种淡金黄色的活泼金属,熔点低,在空气中极易被氧化,能与水剧烈反应生成氢气且爆炸[1] 。
铯在自然界没有单质形态,仅以盐的形式极少的分布于陆地和海洋中。
铯是制造真空件器、光电管等的重要材料。
放射性核素Cs-137是日本福岛第一核电站泄露出的放射性污染中的一种。
铯是已知元素中(包括放射性元素)金属性最强的(注意不是金属活动性,活动性最强的是锂)。