一种水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系及其应用。所述沉淀浮选分离体系包括：沉淀剂，至少包括钛硅酸盐；以及，捕收剂和起泡剂，其至少包括阳离子表面活性剂。本发明专利技术还公开了一种水溶液中铷、铯离子的浮选分离方法，包括：将沉淀剂、捕收剂和起泡剂加入含有铯离子的水溶液中反应使铯离子沉淀，所述沉淀剂至少包括钛硅酸盐，所述捕收剂和起泡剂至少包括阳离子表面活性剂；通过浮选分离处理收集反应获得的沉淀固形物。本发明专利技术通过沉淀‑浮选过程联用，提供了以钛硅酸盐为沉淀剂的沉淀浮选体系，可用于铷铯资源的分离提取或放射废液中铷、铯离子的去除，使用过程中可以克服负载型钛硅酸盐吸附剂溶损或材料制备复杂等问题。

A Precipitation Flotation Separation System for Rubidium and Cesium in Aqueous Solution and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系及其应用
本专利技术涉及一种沉淀浮选体系，尤其涉及一种以钛硅酸盐为沉淀剂的水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系，以及放射性废液中铷、铯的去除方法，属于元素分离及环境化学

技术介绍
铷、铯化合物因其独特的理化性质被广泛应用于电子、特种玻璃、催化剂、能源、医药等领域。近年来，尤其是国防科技、三航产业和新能源等的跨越式发展，对铷、铯的需求量越来越大，同时使铷、铯的应用范围越来越广。所以，高效工业化分离提取自然资源中铷、铯的技术是当前必要的也是重要的任务。铷、铯属于稀贵金属，由于其性质活泼，一般与其他元素共存于矿物中，典型的含铷、铯矿物包括锂云母、铯榴石等固体矿及盐湖卤水、地热水等液体矿，这些矿物中含有的共存元素又以性质较为接近的碱、碱土金属居多，另外还有一部分放射性铷、铯存在于放射性废液中。无论是铷铯资源的分离提取还是放射废液中铷铯的去除都需要对铷铯具有高选择性的试剂和方法。诸多学者对自然界中铷铯的提取方法进行了大量研究、典型的方法有萃取法、吸附或离子交换法、沉淀法等，其中萃取法所用有机试剂比较多，且目前工业上有过应用性能较好的t-BAMBP萃取体系需要在碱性条件下操作，不适合大部分含铷、铯体系。沉淀法和离子交换(吸附)法在部分情况下可以采用相同的试剂，其中以杂多酸盐对铷、铯具有高选择性受到较多关注。钛硅酸盐(钠、钾)是对铷和铯具有高选择性和交换容量的一种无机化合物，与铷铯反应生成的钛硅酸铷或者钛硅酸铯均为难溶物，能够将复杂体系中低含量铷铯选择性分离开来，但是由于钛硅酸盐为粉晶结构，所以造成固液分离困难。现有利用钛硅酸盐进行铷、铯分离提取的技术路线基本为将粉体钛硅酸盐负载到基体材料上，改善其固液分离方面的问题。但是由于钛硅酸盐为结构稳定的无机物，极难与基体材料通过较强作用力形成结构稳定的复合分离材料，循环使用稳定性不够，在循环使用过程中会存在不同程度的溶损，部分复合材料制备过程复杂。关于浮选分离溶液中铷铯的，马福秋等采用了亚铁氰化钾作为沉淀试剂考察了对放射性废液中铯的沉淀浮选，放射废液相对于含铷铯的固体或液体资源矿来说，体系简单，分离难度小，但同时亚铁氰化钾形成的铷铯沉淀物难以循环再利用；再者，现有的浮选法都是针对固体矿的，很难用于放射性废液中铷铯的提取分离。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系，以克服现有技术中的不足。本专利技术的另一目的还在于提供所述沉淀浮选分离体系于浮选分离铷离子、铯离子中的应用。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系，其包括：沉淀剂，其至少包括钛硅酸盐；以及，捕收剂和起泡剂，其至少包括阳离子表面活性剂。本专利技术实施例还提供了所述的水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系于浮选分离铷离子和/或铯离子中的应用。本专利技术实施例还提供了一种水溶液中铷、铯离子的浮选分离方法，其包括：将沉淀剂、捕收剂和起泡剂加入含有铷离子和/或铯离子的水溶液中反应使铷离子和/或铯离子沉淀，其中所述沉淀剂至少包括钛硅酸盐，所述捕收剂和起泡剂至少包括阳离子表面活性剂；通过浮选分离处理收集反应获得的沉淀固形物。在一些优选实施例中，所述浮选分离方法具体包括：将沉淀剂加入含有铷离子和/或铯离子的水溶液中反应，生成沉淀固形物，获得第一中间体系；之后向第一中间体系中加入捕收剂和起泡剂，并混合均匀，获得第二中间体系；采用浮选分离装置对所述第二中间体系进行浮选分离处理，收集所述沉淀固形物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少在于：1)本专利技术通过沉淀-浮选过程联用，提供了一种以钛硅酸盐为沉淀剂的沉淀浮选体系，可用于铷铯资源的分离提取或放射废液中铷、铯离子的去除，使用过程中可以克服负载型钛硅酸盐吸附剂溶损或材料制备复杂等问题；2)本专利技术提供先沉淀、再浮选分离的过程，与萃取法相比，适用范围宽，有机试剂用量低，萃取法只适用于碱性条件下分离提取铷、铯；与直接简单沉淀法相比，固液分离速率快、固液分离更为彻底；与负载型吸附剂吸附法相比，方法易于扩大规模。3)本专利技术中铷铯的钛硅酸盐较易循环再利用，在铷铯资源的分离提取方面更具优势。附图说明图1是本专利技术一典型实施例中一种水溶液中铷、铯离子的浮选分离方法的流程图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例的一个方面提供的一种水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系，其包括：沉淀剂，其至少包括钛硅酸盐；以及，捕收剂和起泡剂，其至少包括阳离子表面活性剂。在一些实施方案中，所述沉淀浮选分离体系还包括稳定剂。进一步地，所述稳定剂包括2号油，但不限于此。在一些实施方案中，所述钛硅酸盐优选为钛硅酸钠、钛硅酸钾等，但不限于此。进一步地，所述捕收剂和起泡剂包括十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基叔胺醋酸盐等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此，且优选为十六烷基三甲基氯化铵和/或十六烷基三甲基溴化铵。本专利技术实施例的另一个方面提供的所述水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系于浮选分离铷离子和/或铯离子中的应用。本专利技术实施例的另一个方面还提供一种水溶液中铷、铯离子的浮选分离方法，其包括：将沉淀剂、捕收剂和起泡剂加入含有铷离子和/或铯离子的水溶液中反应使铷离子和/或铯离子沉淀，其中所述沉淀剂至少包括钛硅酸盐，所述捕收剂和起泡剂至少包括阳离子表面活性剂；通过浮选分离处理收集反应获得的沉淀固形物。在一些优选实施例中，所述浮选分离方法具体包括：将沉淀剂加入含有铷离子和/或铯离子的水溶液中反应，生成沉淀固形物，获得第一中间体系；之后向第一中间体系中加入捕收剂和起泡剂，并混合均匀，获得第二中间体系；采用浮选分离装置对所述第二中间体系进行浮选分离处理，收集所述沉淀固形物。在一些优选实施例中，所述浮选分离方法还包括：向所述含有铷离子和/或铯离子的水溶液或第一中间体系中加入稳定剂，所述稳定剂包括2号油。具体的，所述水溶液中铷离子和/或铯离子的浮选分离方法是以钛硅酸盐(可以为钛硅酸钠或钛硅酸钾)为沉淀剂，十六烷基三甲基氯化铵等阳离子表面活性剂为捕收剂和起泡剂，2号油为稳定剂，进行铷铯的沉淀浮选。酸性溶液为再生试剂。在一些更为具体的实施例中，沉淀浮选操作过程可参见图1所示，先将沉淀剂钛硅酸盐(可以为钛硅酸钠或钛硅酸钾)加入到含有铷、铯离子的溶液中，沉淀完全后，再加入捕收剂十六烷基三甲基氯化铵和稳定剂，通入空气进行浮选分离(也可以将沉淀剂和浮选剂同时加入到溶液中进行沉淀浮选)。浮选后所得分离物用酸性溶液进行再生，可循环使用。进一步地，所述反应的时间为0.1～12h。进一步地，所用钛硅酸盐为钛硅酸钠或钛硅酸钾，材料参照团队前期研究自行合成。进一步地，所述沉淀剂钛硅酸盐可以为任意大小，沉淀剂与水溶液中铷、铯离子的摩尔比为1：3～3：1。进一步地，阳离子表面活性剂同时作为捕收剂和起泡剂，所述捕收剂和起泡剂与水溶液的质量体积比为0.01g/L～0.1g/L，加入到沉淀后溶液中大于5分钟可进行浮选。进一步地，所述捕收剂和起泡剂包括十六烷基三甲基氯化铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系，其特征在于包括：沉淀剂，其至少包括钛硅酸盐；以及，捕收剂和起泡剂，其至少包括阳离子表面活性剂。

【技术特征摘要】
1.一种水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系，其特征在于包括：沉淀剂，其至少包括钛硅酸盐；以及，捕收剂和起泡剂，其至少包括阳离子表面活性剂。2.根据权利要求1所述的沉淀浮选分离体系，其特征在于还包括稳定剂；优选的，所述稳定剂包括2号油；和/或，所述沉淀剂包括钛硅酸钠和/或钛硅酸钾；和/或，所述捕收剂和起泡剂包括十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基叔胺醋酸盐中的任意一种或两种以上的组合，优选为十六烷基三甲基氯化铵和/或十六烷基三甲基溴化铵。3.权利要求1或2所述的水溶液中铷、铯的沉淀浮选分离体系于浮选分离铷离子和/或铯离子中的应用。4.一种水溶液中铷、铯离子的浮选分离方法，其特征在于包括：将沉淀剂、捕收剂和起泡剂加入含有铷离子和/或铯离子的水溶液中反应使铷离子和/或铯离子沉淀，其中所述沉淀剂至少包括钛硅酸盐，所述捕收剂和起泡剂至少包括阳离子表面活性剂；通过浮选分离处理收集反应获得的沉淀固形物。5.根据权利要求4所述的浮选分离方法，其特征在于具体包括：将沉淀剂加入含有铷离子和/或铯离子的水溶液中反应，生成沉淀固形物，获得第一中间体系；之后向第一中间体系中加入捕收剂和起泡剂，并混合均匀，获得第二中间体系；采用浮选分离装置对所述第二中间体系进行浮选分离处理，收集所述沉淀固形物。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶秀深，刘海宁，房得珍，李明珍，张慧芳，王世栋，钱志强，吴志坚，葛飞，
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