从次生矿石收取铯或铷的方法技术

描述了从次生矿石收取铯、铷、或者这两者的方法且所述方法涉及采用扫描和分选技术。进一步描述了经精制的次生矿石。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】
技术介绍
本申请根据35 U. S. C. § 119(e)要求2013年3月5日提交的在先美国临时专利 申请No. 61/772, 946的权益，其在此全文引入作为参考。 本专利技术涉及铯或铷或者这两者以及从次生矿石收取这些元素。本专利技术进一步涉及 包含铯以及其它矿物和/或元素的独特组合的经纯化的矿石。 日益发现，对于各种工业应用（例如在烃收取领域中），铯盐（例如甲酸铯）是有 用的组分或添加剂。然而，"原生"矿石（即，含有高量的铯以及可忽略量的不期望的杂质的 矿石）的矿床是罕见的，且操作者长久以来寻找用以增强从已知包含铯和/或铷的次生矿 石的矿床收取铯和/或铷的技术。 然而，虽然含铯的次生矿石是可得到的，但是，在从这样的矿石收取铯的方面存在 大的问题。举例来说，基于已知的方法，从低收率矿石收取显著量的铯的代价可为相当耗时 且昂贵的。而且，采用已知的技术，使铯与可典型地见于含铯的次生矿石的矿床中的某些不 期望的金属或矿物分离是非常困难且昂贵的。例如，很多含铯的次生矿床具有相当数量的 含锂的矿物，例如，但不限于，磷酸盐（磷化物，phosphate)矿物，如磷铝锂石、羟磷铝锂石、 和/或经铯取代的块磷锂矿。如果没有从次生矿石中显著地分离出含显著量的锂且经常含 有钠的磷酸盐矿物，则锂可对次生矿石的含铯部分在许多工业中（例如在关于流体（例如 钻探流体、完井液、封隔液等）的烃收取领域中）的商业应用带来严重的阻碍。 更详细地，铯的一个有益的用途是作为处于溶解状态下的甲酸铯，从而产生在深 钻油气井中极其有用的高密度钻井液。如果在所述流体中锂以过度的含量存在，则无法制 造具有足够量的处于溶解状态下的铯的流体以达到钻井流体所需的高的流体密度。如果锂 的含量超过临界参数，则含铯的盐将在达到所需要的密度以作为合适的钻井液工作之前从 溶液中沉淀出来，这将使得所述流体不适用于烃的收取。 在使用原生矿石源时，锂的存在不是重要的问题，因为能够在不存在显著程度的 含锂的磷酸盐矿物的情况下收取含铯的原生矿床（即，铯榴石）。因此，该问题是含铯的次 生矿石独有的。此外，如果在化学处理以收取铯之前没有从次生矿石基本上除去锂，则在传 统的矿石下游湿式化学处理（例如，以酸消化开始）的过程中，从铯除去锂以及任何的钠可 为非常具有挑战性的。由于在湿式化学处理之前引入矿石，因此，该挑战还包括这些轻质碱 金属的含量的可变的存在。 对于含铷的矿石或者含铯和铷的矿石，也可存在这些相同的问题。 因此，在工业中，需要开发用于从次生矿石（也称作，含铯的次生矿石）收取高度 追求且有价值的带有铯、铷、或者这两者的矿物的方法。进一步需要创立这样的方法，所述 方法显著地降低带有锂和其它轻质碱金属的矿物、杂质以及其它矿物和/或金属杂质在所 收取的铯、铷、或者这两者中的含量，以便避免湿式化学处理以及盐水（brine)产物耐久性 (Viabi I ity)的按照前述那些问题的重大挑战。
技术实现思路
本专利技术的特征在于提供有效地从次生矿石收取铯、铷、或者这两者的方法。 本专利技术的进一步特征在于提供在含铯的流体（例如甲酸铯等）的生产中利用从次 生矿石收取的铯、铷、或者这两者的方法。 本专利技术的额外的特征在于提供从次生矿石收取铯、铷、或者这两者且又控制锂和/ 或本来存在于所收取的矿石中的金属或矿物的量的方法。 本专利技术的进一步特征在于提供含有高量的铯和受控量的锂或锂离子且具有合乎 期望的氧化铯对氧化磷的重量比的经纯化的含铯破碎矿石。 本专利技术的额外的特征和优点将在下面的描述中部分地阐明，和部分地将从所述描 述明晰，或者可通过本专利技术的实践获知。本专利技术的特征和其它优点将通过在说明书和所附 权利要求中特别指出的要素和组合实现和获得。 为了实现这些和其它优点，根据本专利技术的目的，如在本文中体现和广泛描述的，本 专利技术涉及从次生矿石收取铯、铷、或者这两者的方法。基于次生矿石的总重量，所述次生矿 石可包含25重量％或更低的Cs2O(例如15重量％或更低或者10重量％或更低），且所 述次生矿石的大部分可包括具有至少一个大于5英寸的维度（dimension)的片块（片材， piece)。所述方法可包括使次生矿石破碎以获得包含单独的片块的经破碎的矿石。各单独 的片块具有能够通过3英寸的筛/网或棒/网的尺寸。或者，能够以来自于来源或供应商 的经破碎的矿石作为开始。所述方法包括使经破碎的矿石以至少1吨/小时的进料速率通 过第一分选机以便进行第一次分选，其中，基于第一分选机对各单独的片块进行至少一次 扫描并测定或计算各单独的片块的原子数和/或材料密度，所述第一分选机确定经破碎的 矿石的各单独的片块是"1级片块"还是"2级片块"，其中，经测定或计算，所述"1级片块" 包含基于所述单独的片块的重量的量为至少20重量％的Cs20。所述方法涉及使1级片块 与2级片块分开，其中，1级片块的Cs2O总量的百分数比次生矿石中的Cs2O的总重量百分 数高至少10重量％。所述方法可任选地包括通过使1级片块经历至少一次酸处理和/或 其它化学处理来提取铯、铷、或者这两者。认识到，由于针对Cs2O的变化的轻质碱金属摩尔 取代度，铯榴石矿物实质上可具有不同的Cs2O重量百分数含量。包含44重量％ Cs2O的铯 榴石大约将是在该矿物中发现的最大值。对本专利技术的目的而言，约32重量％的Cs2O含量 可被认为代表"纯"的铯榴石矿物，且通常地，铯榴石矿物可包含不超过32重量％~44重 量％的Cs20。 本专利技术进一步涉及经纯化的含铯破碎矿石。例如，所述经纯化的含铯破碎矿石可 具有如下： a)任选地，其量为10重量％~90重量％的铯榴石和/或南平石和/或光卤石含 量； b) 5重量％~约32重量％的Cs2O含量； c) 1重量％~10重量％的磷酸盐矿物总含量； d)约低于1. 5重量％的P2O5百分率含量； e)至少 4:1 的 Cs20% :P205%的重量比； f) 0.5重量％~2重量％的Li2O含量；和 g)0. 1英寸~5英寸例如0. 5~2. 5英寸的破碎矿石的平均尺寸或厚度，其中，所 有重量百分数均基于经纯化的矿石的重量。对于该经纯化的矿石，铯榴石含量a)是任选的 且进一步地，代替铯榴石，任何带有铯的矿物可被部分或完全地替代，例如南平石和/或光 齒石。 所述经纯化的含铯的破碎矿石可额外地具有以下中的一种或多种： a)其量为0. 5重量％~5重量％的SQUI含量； b)其量为0. 5重量％~5重量％的石英含量； c) 1重量％~10重量％的长石总含量； d)0重量％~1重量％的钠长石含量； e)0. 1重量％~0· 5重量％的闪岩含量； f) 0· 5重量％~4重量％的磷灰石含量； g)2重量％~8重量％的锂云母含量；和/或 h) 0重量％~1重量％的磷铝锂石含量。 理解，前面的总体描述和下面的详细描述这两者仅是示例性的和解释性的且意图 提供如所要求保护的本专利技术的进一步说明。 引入本申请并构成本申请的一部分的【附图说明】了本专利技术的一些特征，并且与说明 书一起用于说明本专利技术的原理。本说明书不意图限制本专利技术的范围或精神。【附图说明】 图1为示出了用于从次生矿石收取铯、铷、或者这两者的一种本专利技术方法的流程 图。 图2为示出了本本文档来自技高网...

【技术保护点】
从次生矿石收取铯、铷、或者这两者的方法，其中，所述次生矿石包含基于所述次生矿石总重量的25重量％或更低的Cs2O且大多数所述次生矿石包含具有至少一个大于5英寸(12.7cm)的维度的片块，所述方法包括：获得来自所述次生矿石的经破碎的矿石，其中，所述经破碎的矿石包含单独的片块，各单独的片块具有能够通过3英寸(76.2mm)的美国标准筛眼/网孔的尺寸；使所述经破碎的矿石以至少1吨/小时的进料速率通过第一分选机来进行第一次分选，其中，基于所述第一分选机对各单独的片块进行至少一次扫描并测定各单独的片块的原子数或材料密度或者这两者，所述第一分选机确定经破碎的矿石的各单独的片块是“1级片块”还是“2级片块”，其中，所述“1级片块”包含基于所述单独的片块的重量的量为至少20％的Cs2O、或者Cs2O+Rb2O；使所述1级片块与所述2级片块分离，从而，所述1级片块的Cs2O的重量％比所述次生矿石中的Cs2O的重量％高至少10重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BF巴基，C德沃，
申请(专利权)人：卡博特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US