[发明专利]一种碱金属及碱土金属的提纯方法

说明书

本发明公开一种碱金属及碱土金属的提纯方法，涉及碱金属及碱土金属提纯技术领域，可以包括以下步骤：步骤(1)、将待提纯样品置于加热容器之中，对所述加热容器进行加热，使得所述待提纯样品熔化；步骤(2)、对所述待提纯样品熔化形成的熔体进行搅拌，再将熔体静置，等待杂质分层；步骤(3)、将导管插入所述步骤(2)的熔体之中，提取熔体内部的碱金属或碱土金属；步骤(4)、对所述步骤(3)中获得的碱金属或碱土金属再次重复所述步骤(1)‑(3)多次，最终得到碱金属或碱土金属单质。本发明能够有效提高碱金属及碱土金属的提纯效率及相纯度。

技术领域

本发明涉及碱金属及碱土金属提纯技术领域，特别是涉及一种碱金属及碱土金属的提纯方法。

背景技术

碱金属及碱土金属元素广泛存在于人们的日常生活中，含有碱金属或碱土金属的材料在当今社会中有广泛用途。例如，镁合金材料具有重量轻、强度高等优点，其承受冲击载荷能力比铝合金大，应用于航空、航天、运输、化工等工业领域；含有锂元素或纳元素的化合物可作为电池正极材料广泛应用于储能电池、动力电池及超级电容器之中；钛酸钡作为电子陶瓷业的支柱，具有高介电常数、低介电损耗，优良的铁电、压电、耐压和绝缘性等性能，被广泛应用于热敏电阻、多层陶瓷电容器、热电元件、压电陶瓷等器件之中。

以上先进材料的制备过程一般需要高纯度碱金属或碱土金属单质。然而，碱金属及碱土金属极易被氧化，在表层形成氧化物层。为了防止在运输、储存过程中可能发生的氧化甚至爆炸事故，人们一般将碱金属及碱土金属保存于矿物油中，导致碱金属或碱土金属表面附着大量油质。为了消除这些杂质的影响，必须采用机械剥离等手段去除表面的氧化层和油质。此外，碱金属及碱土金属块体中一般存在较多的孔洞，这些孔洞可能包含矿物油或氧化物，很难采用常规手段去除，将直接影响最终产品的纯度。

目前，国际上一般采用机械去除法或蒸馏法对碱金属及碱土金属进行提纯。其中，机械去除法一般采用锉刀或砂轮对样品表面进行打磨。因此，该工艺比较适合规则外型的材料，比如长方体或圆柱体。然而，这种方法效率较低，不可避免的对内层单质造成浪费，而且难以去除深层杂质。蒸馏法一般将样品加热到沸点之上，使得单质气化，再通过冷凝装置对挥发物进行收集(专利CN201510099497.1，CN201510883135.1，CN87107705.1)。这种方法对设备的真空度等技术参数要求较高，提纯装置比较复杂，而且大部分碱金属及碱土金属单质的沸点高于1000摄氏度，增加了操作的难度。

因此，亟待提供一种新型的碱金属及碱土金属的提纯方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种碱金属及碱土金属的提纯方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够有效提高碱金属及碱土金属的提纯效率及相纯度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种碱金属及碱土金属的提纯方法，包括以下步骤：

步骤(1)、将待提纯样品置于加热容器之中，对所述加热容器进行加热，使得所述待提纯样品熔化；

步骤(2)、对所述待提纯样品熔化形成的熔体进行搅拌，再将熔体静置，等待杂质分层；

步骤(3)、将导管插入所述步骤(2)的熔体之中，提取熔体内部的碱金属或碱土金属；

步骤(4)、对所述步骤(3)中获得的碱金属或碱土金属再次重复所述步骤(1)-(3)多次，最终得到碱金属或碱土金属单质。

优选的，所述步骤(1)-(4)在惰性气体氛围中进行。

优选的，所述步骤(1)中的碱金属包括锂、钠、钾、铷、铯，碱土金属包括铍、镁、钙、锶、钡。

优选的，所述步骤(1)中加热容器的材质为金属、陶瓷或石英玻璃，所述加热容器的内表面平均粗糙度小于50微米。