[发明专利]一种从煤矿矿井水中分离提取铷、铯的方法

说明书

本发明涉及一种从煤矿矿井水中分离提取铷、铯的方法，包括以下步骤：步骤1，将煤矿矿井水蒸发，调整pH值为8‑11.5；步骤2，处理后的煤矿矿井水过装有由磷酸锆、磷酸钛和粘结剂组成的混合物的第一离子交换柱，获得滤液；步骤3，将步骤2过第一离子交换柱的滤液过装有海藻酸钙‑磷钼酸铵的第二离子交换柱；步骤4，取出第一离子交换柱中的原料，采用氯化铵溶液进行离子交换对铯离子进行脱附，蒸发浓缩获得铯溶液；步骤5，取出第二离子交换柱中的海藻酸钙‑磷钼酸铵，采用硝酸和氢溴酸的水溶液对铷离子进行脱附，蒸发浓缩获得铷溶液。本发明采用了不同物质选择性吸附铯和铷，不仅简化了煤矿矿井水中铷铯的分离程序，且安全性好，生产周期短，降低人工成本。

技术领域

本发明涉及一种从煤矿矿井水中分离提取铷、铯的方法，属于元素分离技术领域。

背景技术

铷、铯具有很强的化学活性和优异的光电效应性能，在光电转换器件、光学晶体、光学玻璃、催化剂、特种玻璃、生物化学及医药等传统应用领域中有较大的发展。铷、铯工业生产的基本原料主要以铯榴石、锂云母等固态矿为主，其提取过程较为复杂、成本较高且能耗大。除固体矿外，铯也广泛分布在煤矿矿井水中。在这些煤矿矿井水中铯与锂、钠、钾、铷、镁、钙等元素共生，这些共生元素的物理、化学性质相近，给分离提取带来一定困难。沸石以其性质稳定，资源丰富，价格低廉受青睐，但对铷、铯的选择性并不高，长期以来煤矿矿井水并没有得到有效的利用，且利用煤矿矿井水提取铷、铯并未得到充分重视，造成资源浪费。因此，合理利用煤矿矿井水中铷、铯资源具有重要的意义。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种从煤矿矿井水中分离提取铷、铯的方法。

本发明提供如下技术方案：一种从煤矿矿井水中分离提取铷、铯的方法，包括以下步骤：步骤（1），将煤矿矿井水的原水经过初级过滤除去悬浮物及煤渣，再进行超滤除去细菌及病毒；将超滤的出水进行蒸发，蒸发至铷、铯浓度大于1g/L，调整pH值为8-11.5；优选地，pH为9.5。

步骤（2），将步骤1）处理后的煤矿矿井水过装有由磷酸锆、磷酸钛和

粘结剂组成的混合物的第一离子交换柱，获得滤液；

步骤（3），将步骤2）过第一离子交换柱的滤液过装有海藻酸钙-磷钼

酸铵的第二离子交换柱；

步骤（4），取出第一离子交换柱中的原料，采用4.2-4.5mol/L的氯化铵溶液进行离子交换对铯离子进行脱附，获得铯离子脱附液，将铯离子脱附液蒸发浓缩获得铯溶液；

步骤（5），取出第二离子交换柱中的海藻酸钙-磷钼酸铵，采用硝酸和氢溴酸的水溶液进行离子交换对铷离子进行脱附，获得铷离子脱附液，所述硝酸浓度为1.2-1.8mol/L，所述氢溴酸0.5-0.8 mol/L，将铷离子脱附液蒸发浓缩获得铷溶液。

本发明的有益效果是：本发明采用了不同物质选择性吸附铯和铷，其选择性高，不仅简化了煤矿矿井水中铷铯的分离程序，且安全性好，生产周期短，降低了人工成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

本发明如上所述一种从煤矿矿井水中分离提取铷、铯的方法，进一步，所述第一和第二离子交换柱的高径比均为30～80，流速为0.1mL/min～0.5mL/min。

采用本发明进一步的有益效果是：采用上述的离子交换柱的高径比和流速，可以保证吸附效果，吸附量可以达到70%以上。

本发明如上所述一种从煤矿矿井水中分离提取铷、铯的方法，进一步，所述第一和第二离子交换柱的高径比均为70，流速为0.45mL/min。

采用本发明进一步的有益效果是：采用上述的离子交换柱的高径比和流速，可以实现铷、铯吸附量分别达到94.5%和96%。