花岗岩黑云母中铷的提取工艺研究

【摘要】随着当今快速发展的高新技术及其应用，铷因特有的性质已经开始广泛应用到航天航空、医疗器械、电子信息、新能源开发等关键技术领域，成为高精尖技术发展的一种重要的元素，其应用前景十分广阔。铷至今未发现有独立矿物，常常与其它碱金属伴生，其提取研究国内外多有报道，但很少发现有有关黑云母中铷的提取研究。本论文关于铷提取工艺的原料是来自内蒙古地区的花岗岩，研究了从花岗岩中磁选出黑云母，黑云母的分解方法到最后的铷的萃取分离整个工艺流程，为进一步提高花岗岩矿物资源开发的附加价值，在技术上提供了一定的参考。通过对花岗岩中矿物组成及化学成分分析，黑云母用于提取铷时具有很高的工业利用价值，可利用磁选将黑云母与其它主要矿物进行分选。采用偏光显微镜了解了花岗岩中主要含铷矿物的嵌布特征，在粒度统计分析中了解到了黑云母的主要粒度为0.074～0.5mm，平均粒度为0.32mm。在针对花岗岩中黑云母的磁选实验中，本论文主要探讨磁场强度、磁选次数以及原矿颗粒大小对磁选结果的影响，其最佳磁选条件是：磁选原料粒度不宜太大或太小，在-40目～+180目即可，对于-40目～+60目的原料，最佳磁选磁场强度为666.5kA/m，磁选次数为3次；-60目～+180目的原料磁选磁场强度为533.2kA/m，磁选次数为3次，每次磁选后的矿物要进行2次精选。黑云母的回收率为54.74%。黑云母的铷浸出实验中，对硫酸盐焙烧法、直接酸浸法和氯化钙焙烧法三种方法进行了研究探索。实验结果认为三种方案中，硫酸盐法由于焙烧温度较高，硅酸盐的形成阻碍了铷盐的浸出，铷的浸出率只有70%左右；直接酸浸法，由于黑云母的结构不能完全破坏，铷的浸出率最高也只有80%左右；而在氯化钙焙烧法中，铷的浸出率高达90%以上，铷的浸出率高，结果稳定，可重复性好，最后以氯化钙焙烧法作为黑云母浸出实验的最佳方法。其最优条件是在850℃下加入0.6倍黑云母质量的CaCl2保温20min，黑云母中铷浸出率可达97.3%。根据萃取剂对碱金属元素萃取能力的不同，在萃取铷前，首先将铷铯进行最大程度的萃取分离，铷铯的最佳萃取相比为O/A=1:1，然后是铷钾的萃取分离，其最佳萃取相比为O/A=3:1，洗脱相比为O/A=4:1，接着用1mol/L的盐酸作为反萃剂进行反萃，反萃相比为O/A=1:1。单级萃取实验中，铷的萃取率较低，通过采用多级萃取实验，可以有效提高铷的萃取率，在多级萃取实验中，铷的萃取率为93.19%，样品中RbCl的纯度为99.04%。从原料到最后样品，铷的总回收率为49.63%。
【作者】刘丹；
【导师】孙彦彬；李景波；
【作者基本信息】吉林大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】黑云母；铷；萃取；

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