盐湖卤水提取铷铯技术小试

国内铷、铯主要从铯榴石、锂云母等固态矿中提取，但来源有限，生产规模无法扩大，导致产品成本高昂。而我国盐湖资源丰富，盐类资源总量约12000亿吨，具有锂、铷、铯储量大的特点。目前我国盐湖地区还没有开采铷、铯资源的先例，盐湖资源的开发多是单一开采某一种矿物，取富弃贫，造成资源的巨大浪费。因此，有效分离提取铷、铯对盐湖资源的综合开发具有十分重要的意义，是目前我国盐湖研究与开发热点之一。

课题组以负载普鲁士蓝纳米粒子的介孔硅胶为吸附材料，实现对实际盐湖卤水中铷、铯的选择性提取。在此基础上，拟通过小试为中试积累必要的经验和参数。这不仅对盐湖的综合开发意义重大，还可为我国高新技术产业发展提供稳定、廉价的铷、铯产品，起到保驾护航的作用。

铷和铯是极为重要的稀有贵重金属资源，主要用于催化剂、电子器件（例如：原子钟）、光电池、催化剂、特种玻璃、生物化学及医药、磁流体发电、热离子转换发电、离子推进火箭和极光转换电能装置等领域。

现阶段已经成功合成负载普鲁士蓝纳米粒子的介孔硅胶，实现了对铷、铯的快速、大容量、选择性吸附。在高浓度钾（钾/铷、钾/铯的质量比均为10³）存在下，能够选择性提取铷、铯，从而将钾/铷、钾/铯的质量比降低到1左右；进一步通过柱层析实现了铷、铯与钾的完全分离，以及铷、铯的部分分离。

如前所述，为满足催化剂、电子器件、光电池等传统领域和磁流体发电、热离子转换发电等高新领域的发展，仅靠江西等地的矿石开发铷、铯资源是远远不够的，只能依赖于进口，但铷、铯资源价格昂贵（纯金属上千元/克，金属盐几十到几百元每克不等），严重地阻碍了上述领域的发展。所以从盐湖中提取铷、铯成为缓解这一问题的有效解决方法之一。

目前国内外对铷、铯及其化合物的制备技术从最古老的分步结晶法开始，逐步开发出了沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法等多种从卤水或溶液中分离提取铷、铯的工艺，并仍在研究其他提取方法。但由于盐湖中铷、铯浓度非常低，沉淀法难以得到较好的经济效益，并且环境污染严重。溶剂萃取法虽然近几年有着很好的发展，但萃取剂多为冠醚类，实际应用中价格昂贵；而相对廉价的4-叔丁基-2-(α-甲苄基)苯酚(t-BAMBP)等酚类萃取剂仅适于碱性体系。吸附法尤其是无机吸附材料的应用适合从大量溶液中分离富集微量金属离子，具有工艺简单、选择性好、能耗低的优势，是实现从盐湖卤水中提取铷、铯的很好选择。但目前已合成的无机吸附材料大多吸附速率慢、成型困难、对Rb⁺、Cs⁺难以洗脱回收。即便能洗脱，也是条件苛刻，Rb⁺、Cs⁺富集倍数低

我们利用负载普鲁士蓝纳米粒子的介孔硅胶为吸附材料，通过静态吸附、解吸与柱层析联用实现了铷、铯与钾的完全分离，并实现了铷、铯的部分分离。此介孔硅胶吸附材料具有合成方法简便，原料廉价、易得，吸附速率快，吸附容量大，选择性好，硅胶材料本身适于工业化应用等优点，并很好解决了Rb⁺、Cs⁺回收难题，从而在工业生产中具有明显的优势。