[发明专利]一种以高岭土尾矿为原料获取铷盐的方法

说明书

技术领域

本发明属于矿物提纯领域，具体涉及一种以高岭土尾矿为原料获取铷盐的方法。

技术背景

铷在国民经济中占有重要地位，随着国内外高新技术产业的迅猛发展,铷及其化合物的一些独特特性已显示出极大的应用前景和重要的科学与商业价值，特别是在航天航空、能源和国防工业等领域的应用需求有不断增加之态势,显示了强大的生命力，成为高精尖技术发展的一种重要的元素，进而增加了铷的市场需求。例如，航天航空工业中铷被认为是离子推进发动机中一种重要的推进剂。据相关资料介绍，如果宇宙飞船以离子推动的方式作为动力,其只需携带半公斤的铷,就可以使飞船的航程达到只使用液体或固体燃料的百倍以上，同时极大提高了飞船的安全性,避免了所携带燃料爆炸的危险性。

在地壳中铷资源总量相对较高,元素丰度排列居第16位，但分布过于分散，在锂云母、铯锂云母、白云母，黑云母，铯榴石、天然光卤石、铷钾长石、地热水、盐湖卤水及海水等均有分布，且很少形成独立的矿物或矿体,通常赋存在其它矿物中，与同一主族的钾铯相伴共生，例如在白云母(KAl₂Si₃AlO₁₀(OH)₂)中铷以类质同相状态存。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。

对于铷的提取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、溶剂萃取法等多种工艺,并仍在研究其他有效提取方法。国内也很少发现有从高岭土尾矿中提取铷的研究。本发明在以往提纯工艺的基础上提出了一种以高岭土尾矿为原料获取铷盐的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种以高岭土尾矿为原料获取铷盐的方法。一种以高岭土尾矿为原料获取铷盐的方法,以高岭土尾矿为原料,尤其含有丰富钾长石和少量白云母(钾长石相对含量多，白云母相对含量少)的高岭土尾矿，主要包括铷元素的浸出和铷盐的获得。具体步骤如下：

铷元素的浸出主要有如下几步：

步骤一：将高岭土尾矿的杂质泥土清除干净，进入一级球磨机制成20-100目的矿砂并进行色选，去除含有黑点额沙子；经过色选后的矿砂进入二级球磨机，制成200-300目的高岭土矿粉备用。

步骤二：将研磨好的粒径为200-300目的高岭土矿粉与助熔剂混合均匀，为高温焙烧做好准备，助熔剂为：Na₂CO₃、NaF、Na₂SO₄、CaCO₃、KCl、NaCl、CaCl₂、KOH、NaOH中的一种、两种或三种，一般高岭土矿粉与助熔剂的质量比为1:(0.1-15)，优选KCl、NaCl、CaCl₂中的一种、两种或三种，采用氯化物时，优选高岭土矿粉与助熔剂的质量比为1:(0.3-10)；

步骤三：将混有助熔剂的高岭土尾矿高温焙烧，通过助熔剂的侵蚀和反应使高岭土尾矿部分物质晶格发生变化生成混合物,混合物为含有部分不溶于水的硅铝氧化物合金和SiO₂、部分可溶于水、部分微溶于水的在宏观上成层片状的混合物；

步骤四：经过焙烧后的混合物自然冷却到室温，并与高纯水(电阻率>18兆欧)优选按体积比1：(4-6)混合，并在90-95℃环境下搅拌3-5小时后冷却到室温；使高温焙烧生成的可用性铷盐充分溶于水；

步骤五：将步骤四中得到的泥浆溶液抽真空过滤2-4次并用高纯水多次淋洗矿渣沉淀，最后得到滤液和淋洗液的混合液，向混合液中加入可溶性的强碱；

步骤六：除去溶液中钙离子，具体操作为：常温下向步骤五的混合溶液中通入过量二氧化碳并静置直到溶液变无色透明；

步骤七：将步骤六中得到的混合物真空过滤2-4次并用高纯水多次淋洗沉淀，最后得到滤液和淋洗液的混合液即为铷的浸出液。

假如用单一的CaCl₂作为助熔剂则在高温区涉及的反应为:

KAl₃Si₃O₁₀(OH)₂+CaCl₂→CaAl₂Si₂O₈+KCl+HCl (1)