[发明专利]一种利用钽铌尾矿锂云母制备硫酸铝铯、硫酸铝铷的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学化工领域，涉及一种利用钽铌尾矿锂云母制备硫酸铝铯、硫酸铝铷的方法。

背景技术

江西宜春的钽铌锂矿是目前亚洲最大的钽铌锂矿，其含有丰富的稀有金属材料，如钽、铌、锂、铷、铯、钾、钠等。锂云母是钽铌开采尾矿经浮选所得副产品，锂云母原料中不仅Li₂O的含量高达到4.5％，铷、铯的含量也高达1.5％左右，对其进行综合开发利用具有十分重要经济和战略价值。

随着世界以石油为原料的能源的日益紧张，开发利用新型能源为全世界的共同课题。锂电能新能源作为当今新能源发展的重要产业之一，越来越被人们重视，锂及其盐类作为锂电新能源产业的基础性材料，从锂云母原料提取锂、铷、铯等金属及其盐，本发明是从锂云母原料中提取锂及碳酸锂的生产工艺过程中，采用加压、变温处理，离心分离即得到铷、铯的化合物。该方法不仅能初步去除溶液中铷、铯离子，大大提高锂及碳酸锂的得率，还可以得到铷、铯的副产物。提高利用锂云母制备碳酸锂的综合效益。

金属铷由于活性大，生产、使用、贮存和运输必须在严密隔绝空气的装置中进行。80℃以下可用橡胶容器；200℃以下可用玻璃、石英、黄铜、铝或陶瓷容器；700～1000℃须用不锈钢、镍合金或镍制容器。1926年铯还没有实质性的工业用途。在此之后，铯被用作电子管的吸气剂，后来主要用于制造光电池和其他光敏元件。直到上世纪七十年代末，铯的有限产量中的大部分是用于热离子功率转换，磁流体动力和离子发动机推进器的研究，铯盐在化学工业、石油化工和生物工程中的用处正在增加。

铷和铯的优异光电特性及其化学活泼性，在各技术领域里有着独特的用途，非别的金属元素所能代替。目前，铷和铯绝大部分被用于开发研究领域。铷和铯独特的光电特性被用作制造光电管和光电倍增管的光电阴极材料。广泛用于光电仪器和电子射线仪器中，用于生产过程的自动控制、光度学、光谱测量、电影、电视、雷达及无线电传真技术、激光技术等方面，具有光波范围广，灵敏度高且稳定等特点。如电视技术中的低压电子束摄像管，都采用铯阴极。铷和铯又是红外技术的必需材料，可制作红外线滤光器、辐射能接受器、电子一光学变换器等，是瞄准望远镜，侦察望远镜、夜视仪、红外检测仪、红外通信、红外照相和防火防盗等电子仪器的重要组件。铯辐射能的振荡频率具有长时间的稳定性，可用作频率和时间的标准。其误差可小于每300年5秒，目前，铯原子钟已广泛用于通讯、运输、军事和宇航上。铷和铯还可以用于电光源、激光技术、荧光物质和电源等方面。

铷、铯的氧化物用作催化剂，氯化物和溴化物用于生产金属，溴化物和碘化物用作光学晶体，氢氧化物用于碱性蓄电池电解质和重油脱硫，硝酸盐用于微波发射器，碳酸盐用于开环磁流发电，碘化物用作荧光物质，氯化物还作为密度梯度介质在超速离心机中，分离过滤病毒、核糖核酸和其他大分子物质。在催化剂方面，铷和铯的化学活性高，电离电位低，能改变主催化剂的表面性质，使催化剂具有更好的活性、选择性、稳定性，并能延长使用寿命，防止催化剂中毒。目前，已广泛应用于氨合成、硫酸合成、氢化、氧化、聚合等催化合成反应中。如环氧乙烷合成中用含钾、铯的催化剂，生产甲基丙烯酸树脂时用硝酸铯作催化剂。

铷的用途和铯大致相同，但铷光电池和光阴极的灵敏度以及使用范围稍逊于铯。铷和钾、钠、铯的合金可用以除去高真空系统的残余气体。碘化铷银(RbAg4I5)是良好的离子导体，用作固体电池电解质。铷的特征共振频率为6835兆赫，可用作时间标准。铷原子钟的特点是体积小，重量轻，需要的功率小。用铷气泡制成的磁强计，测量范围达15000～80000伽马(1伽马为10-9特斯拉)。氧化铷可用以调整光学玻璃的密度和折射率，并可用来生产光敏玻璃和光色玻璃。硝酸铷还可用作化学钢化玻璃的熔剂，以提高玻璃的抗张强度。铸铝合金中加入0.01～1％的铷，可以改善其力学性能。熔化的铜中加入0.01～0.5％的铷，用喷雾法可制得表面积大而性能好的铜粉。很多有机和无机合成中，可以用Rb2O代替K2O作助催化剂的组分。铷盐还可用于制药。

如果有人问，自然界里最软的金属元素是什么？你可以这样回答，铯就是最软的金属，它甚至比石蜡还软。

铯具有活泼的个性，它本来披着一件漂亮的银白色的“外衣”，可是一与空气接触，马上就换成了灰蓝色，甚至不到一分钟就自动地燃烧起来，发出玫瑰般的紫红色或蓝色的光辉，把它投到水里，会立即发生强烈的化学反应，着火燃烧，有时还会引起爆炸。即使把它放在冰上，也会燃烧起来。正因为它这么地“不老实”，平时人们就把它“关”在煤油里，以免与空气、水接触。