一种用于吸附铷离子的复合吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于吸附铷离子的复合吸附剂的制备方法，包括步骤：A、提供一活化沸石；B、利用硅烷偶联剂处理所述活化沸石为烷基化沸石；C、将磷钼酸铵溶于氧化剂中，获得第一混合物，向所述第一混合物中加入所述烷基化沸石，沸腾回流至少8h并过滤，获得第一滤渣和第一滤液，干燥所述第一滤渣，获得所述复合吸附剂。本发明专利技术还公开了利用上述制备方法制备获得的复合吸附剂及其在吸附铷离子中的应用。根据本发明专利技术的复合吸附剂对铷离子具有良好的选择吸附性，且其制备方法简单；同时，当所述复合吸附剂应用于吸附铷离子时，可实现吸附-洗脱的连续稳定操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于盐湖化学化工
，具体地讲，涉及一种用于吸附铷离子的复合吸附剂及其制备方法和应用。
技术介绍
我国金属铷资源的提取主要来源于含铷矿石，但受工艺技术和矿产资源量的限制，矿石中的金属铷的提取已不能满足社会对金属铷的日益增长的需求。而金属铷的另一种富集形式即以铷离子的形式存在于盐湖卤水中，而柴达木盐湖卤水因其中的铷离子含量低(一般不超过10mg/L)、储量大等特点将成为未来开发的重点，因此从柴达木盐湖卤水中提取和分离铷离子的意义重大。由于铷离子常与其他碱金属离子共生，且它们的物理性质以及化学性质均十分接近，这给铷离子的分离、提纯和产品深加工带来了很大困难，增加了铷离子分离提取工艺的复杂性。铷离子的分离提取方法主要包括沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法等。利用萃取法提取分离铷离子，需在强碱性环境下进行，必会产生大量的氢氧化镁沉淀，需引入除镁工艺，增加了工艺的复杂性。利用沉淀法提取分离铷离子，其常用的沉淀剂包括杂多酸、络合酸盐、卤化物、矾类等，这些同时也是钾的沉淀剂，大量的钾离子(一般其质量浓度为铷离子的500倍以上)与微量的铷离子同时沉淀，难以实现后续分离。这些方法的局限性，限制了它们直接用于盐湖卤水中微量铷离子的分离提取，需要用其他方法进行预富集后再用这些方法进行分离提取，因此利用离子交换法提取盐湖卤水中的铷离子的研究得到了越来越多的重视，这主要是交换剂合成过程简单，选择性比较高，而且具有良好的机械、耐热和稳定性能。利用离子交换法分离提取盐湖卤水中的铷离子，其常用的离子交换剂主要有杂多酸盐、亚铁等，目前应用较多的是磷钼酸铵(简称AMP)，AMP是选择性较好的离子交换剂；但AMP虽交换容量大，却呈现微晶结构的粉末状，在进行柱操作时的流速非常慢，并不适合柱分离操作。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种用于吸附铷离子的复合吸附剂及其制备方法和应用，该复合吸附剂一方面保证了对铷离子的良好的吸附性，另一方面还提高了吸附效率。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种用于吸附铷离子的复合吸附剂的制备方法，包括步骤：A、提供一活化沸石；B、利用硅烷偶联剂处理所述活化沸石，获得烷基化沸石；C、将磷钼酸铵溶于氧化剂中，获得第一混合物，向所述第一混合物中加入所述烷基化沸石，沸腾回流至少8h并过滤，获得第一滤渣和第一滤液，干燥所述第一滤渣，获得所述复合吸附剂。进一步地，在所述步骤C中，所述磷钼酸铵的质量为2g～4g；所述烷基化沸石的质量为4g～8g；所述氧化剂为质量百分数为20％～30％的双氧水，所述氧化剂的体积为100mL～200mL。进一步地，在所述步骤C中，沸腾回流时间为8h～24h。进一步地，所述步骤B的具体方法包括：将3g～6g所述活化沸石置于100mL～200mL甲苯或苯中，获得第二混合物，在搅拌下向所述第二混合物中逐滴加入20mL～40mL所述硅烷偶联剂，沸腾回流8h～24h并过滤，获得第二滤渣和第二滤液；洗涤并干燥所述第二滤渣，获得所述烷基化沸石。进一步地，所述活化沸石的制备方法具体包括：将8g人造沸石置于80mL～150mL物质的量浓度为4mol/L～6mol/L的盐酸水溶液中，沸腾回流8h～24h并过滤，获得第三滤渣和第三滤液，洗涤所述第三滤渣至其表面呈中性，获得所述活化沸石。本专利技术的另一目的在于提供一种如上所述的制备方法制备得到的复合吸附剂。本专利技术的另一目的还在于提供一种利用如上所述的复合吸附剂吸附铷离子的方法，其用于从含有铷离子、钾离子、镁离子的吸附溶液中吸附所述铷离子；所述方法包括步骤：A、将若干吸附柱依次串联；所述吸附柱中填充有所述复合吸附剂；B、将吸附溶液依次流经所述若干吸附柱，所述吸附柱吸附所述吸附溶液中的铷离子变为负载吸附柱，同时获得吸附残液，直至所述吸附残液中的铷离子的质量浓度不超过0.5mg/L；C、使所述负载吸附柱相互独立，将洗脱剂分别流经所述负载吸附柱，获得洗脱液；当所述洗脱液中钾离子与铷离子的质量浓度之比不超过40:1、镁离子与铷离子的质量浓度之比不超过20:1时，收集所述洗脱液；当所述洗脱液中钾离子与铷离子的质量浓度之比超过40:1、和/或镁离子与铷离子的质量浓度之比超过20:1时，将所述洗脱液并入所述吸附溶液中重新进行所述步骤B的操作，直至所述洗脱液中钾离子与铷离子的质量浓度之比不超过40:1、镁离子与铷离子的质量浓度之比不超过20:1。进一步地，在所述步骤C中，所述洗脱剂为质量百分数为15％～25％的氯化铵水溶液或质量百分数为15％～25％的硝酸铵水溶液。进一步地，在所述步骤B中，所述吸附溶液的pH值为3～7。进一步地，所述吸附溶液为盐湖卤水；其中，在所述盐湖卤水中，所述铷离子的质量浓度不超过10mg/L，所述钾离子与所述铷离子的质量浓度之比不低于600:1，所述镁离子与所述铷离子的质量浓度之比不低于400:1。本专利技术的有益效果在于：(1)根据本专利技术的复合吸附剂对铷离子具有良好的选择吸附性，当其处理铷离子与钾离子、镁离子共存的吸附溶液时，可高效地实现铷离子与钾离子、镁离子的分离；且根据本专利技术的复合吸附剂的制备方法简单，原料廉价易得，制备成本较低；(2)根据本专利技术的复合吸附剂的应用可实现盐湖卤水中铷离子的吸附-洗脱的连续操作，同时，在连续吸附-洗脱的过程中，所述复合吸附剂稳定，可避免现有技术中吸附剂粉碎而影响吸附效率等不良现象。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是根据本专利技术的实施例4的步骤二的工艺流程图；图2是根据本专利技术的实施例4的步骤三的工艺流程图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。实施例1根据本专利技术的实施例1公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于吸附铷离子的复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、提供一活化沸石；B、利用硅烷偶联剂处理所述活化沸石，获得烷基化沸石；C、将磷钼酸铵溶于氧化剂中，获得第一混合物，向所述第一混合物中加入所述烷基化沸石，沸腾回流至少8h并过滤，获得第一滤渣和第一滤液，干燥所述第一滤渣，获得所述复合吸附剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于吸附铷离子的复合吸附剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A、提供一活化沸石；
B、利用硅烷偶联剂处理所述活化沸石，获得烷基化沸石；
C、将磷钼酸铵溶于氧化剂中，获得第一混合物，向所述第一混合物中加入
所述烷基化沸石，沸腾回流至少8h并过滤，获得第一滤渣和第一滤液，干燥所
述第一滤渣，获得所述复合吸附剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤C中，所述
磷钼酸铵的质量为2g～4g；所述烷基化沸石的质量为4g～8g；所述氧化剂为质
量百分数为20％～30％的双氧水，所述氧化剂的体积为100mL～200mL。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤C中，沸腾
回流时间为8h～24h。
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B的具
体方法包括：将3g～6g所述活化沸石置于100mL～200mL甲苯或苯中，获得第
二混合物，在搅拌下向所述第二混合物中逐滴加入20mL～40mL所述硅烷偶联
剂，沸腾回流8h～24h并过滤，获得第二滤渣和第二滤液；洗涤并干燥所述第
二滤渣，获得所述烷基化沸石。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活化沸石的制备方
法具体包括：将8g人造沸石置于80mL～150mL物质的量浓度为4mol/L～6
mol/L的盐酸水溶液中，沸腾回流8h～24h并过滤，获得第三滤渣和第三滤液，
洗涤所述第三滤渣至其表面呈中性，获得所述活化沸石。
6.一种如权利要求1-5任一所述的制备方法制备得到的复合吸附剂。
7.一种利用权利要求6所述的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：王舒娅，郑红，段东平，李波，宝阿敏，黄东方，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海;63