一种基于功能树脂从氧化铝流程提取铷盐的方法与流程

本申请涉及铝工业稀有稀散金属元素提取，尤其涉及一种基于功能树脂从氧化铝流程提取铷盐的方法。

背景技术：

1、铷作为一种战略性稀有碱金属，因其独特的光电效应和超精细能级跃迁特性，在原子钟、量子计算、光电探测、红外技术等高端领域具有不可替代的应用价值。在精确制导、战略通信、侦察预警等国防军事领域，铷是军事现代化的关键支撑材料。当前，全球铷资源储量高度集中，且铷多伴生于锂云母、铯榴石、花岗岩型铷矿等矿物中，99%以上的铷作为锂、铯等冶炼的副产品产出，尚无独立产能。

2、氧化铝生产过程中，铝土矿中的铷元素在碱液循环过程中会在母液中逐步富集。拜耳母液作为氧化铝生产的“血液”，体量巨大，其中的铷资源长期未被有效利用，造成战略性铷资源的浪费。

技术实现思路

1、本申请提供了一种基于功能树脂从氧化铝流程提取铷盐的方法，以解决如下技术问题：如何开发一种能够与现有氧化铝生产工艺衔接、从含铷母液中高效提取铷资源的方法。

2、本申请实施例提供了一种基于功能树脂从氧化铝流程提取铷盐的方法，所述方法包括：

3、将温度为20℃~120℃的富铷母液以1 m3/h/t树脂~1000 m3/h/t树脂的流速通过提铷活化树脂并进行1min~600min的吸附，以使所述提铷活化树脂吸附所述富铷母液中的铷离子，得到贫铷母液和含铷树脂；

4、将洗水通过所述含铷树脂以洗涤所述含铷树脂，得到洗涤后含铷树脂和含杂洗水；

5、将脱附液通过所述洗涤后含铷树脂，以将铷离子从所述洗涤后含铷树脂上脱附转移至所述脱附液中，得到再生提铷活化树脂和含铷脱附液；

6、将所述含铷脱附液进行蒸发浓缩结晶，使所述含铷脱附液中的脱附剂溶质结晶析出，得到铷浓缩液和脱附剂晶体，将所述脱附剂晶体回用于配制所述脱附液；

7、向所述铷浓缩液中加入沉淀剂，使所述铷浓缩液中的铷离子与所述沉淀剂反应生成沉淀，得到纯铷盐。

8、可选的，所述富铷母液为拜耳法循环母液、拜耳法精液、拜耳法分解母液、拜耳法蒸发母液、烧结法种分母液、烧结法碳分母液、烧结法种蒸母液、烧结法碳蒸母液或烧结法窑灰水溶液。

9、可选的，所述提铷活化树脂为阳离子树脂，所述阳离子树脂在ph=0的强酸至苛碱na2o浓度为250 g/l的强碱环境中保持结构稳定和吸附功能。

10、可选的，所述脱附液的溶质由钠离子和/或钾离子与阴离子组成，所述阴离子为氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、硝酸根、亚硝酸根、硫酸根、磷酸根、碳酸根、碳酸氢根、硫代硫酸根、醋酸根、柠檬酸根、苯甲酸根或氢氧根中的至少一种。

11、可选的，所述脱附液中溶质的质量浓度为100 g/l~1000 g/l。

12、可选的，将脱附液通过所述洗涤后含铷树脂的过程中，洗涤后含铷树脂经多轮脱附液脱附，直至所述洗涤后含铷树脂上的铷离子脱附率超过50%。

13、可选的，脱附液的体积v与所述洗涤后含铷树脂的质量m的比值v：m为（0.1~100）：1，其中v的单位为m3，m的单位为t。

14、可选的，将铷离子浓度低于15 mg/l的含铷脱附液作为下一轮脱附的所述脱附液循环使用，直至所述含铷脱附液中铷离子浓度≥15 mg/l。

15、可选的，将脱附液通过所述洗涤后含铷树脂的过程中，脱附温度为0℃~100℃，脱附时间为1 min~600 min。

16、可选的，所述沉淀剂为杂多酸盐、四苯基硼酸盐或草酸盐中的至少一种。

17、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

18、本申请实施例提供了一种基于功能树脂从氧化铝流程提取铷盐的方法，所述方法包括：将温度为20℃~120℃的富铷母液以1 m3/h/t树脂~1000 m3/h/t树脂的流速通过提铷活化树脂并进行1min~600min的吸附，以使所述提铷活化树脂吸附所述富铷母液中的铷离子，得到贫铷母液和含铷树脂；将洗水通过所述含铷树脂以洗涤所述含铷树脂，得到洗涤后含铷树脂和含杂洗水；将脱附液通过所述洗涤后含铷树脂，以将铷离子从所述洗涤后含铷树脂上脱附转移至所述脱附液中，得到再生提铷活化树脂和含铷脱附液；将所述含铷脱附液进行蒸发浓缩结晶，使所述含铷脱附液中的脱附剂溶质结晶析出，得到铷浓缩液和脱附剂晶体，将所述脱附剂晶体回用于配制所述脱附液；向所述铷浓缩液中加入沉淀剂，使所述铷浓缩液中的铷离子与所述沉淀剂反应生成沉淀，得到纯铷盐。首先利用耐强酸强碱高温的阳离子树脂作为提铷活化树脂，将氧化铝流程中20℃~120℃的富铷母液直接侧流引出并通过提铷活化树脂，使提铷活化树脂凭借离子交换官能团对铷离子的选择性亲和力，在强碱性母液环境中将铷离子从大量钠离子、钾离子和铝酸根离子中捕获至固相，而贫铷母液直接返回氧化铝流程，实现铷离子的初步分离且不扰动主体工艺平衡；继而用洗水洗涤含铷树脂以去除夹带的铝离子和杂质，保证后续产品纯度，洗水同样返回流程；再利用高浓度脱附液中的钠离子或钾离子通过浓度驱动的反向离子交换将铷离子从洗涤后含铷树脂上置换至脱附液中，同时获得再生提铷活化树脂并循环回吸附步骤，实现树脂的重复利用，且低浓度含铷脱附液循环使用直至铷离子累积至15 mg/l及以上才进入后续处理，大幅降低脱附液消耗和浓缩能耗；然后将达标含铷脱附液蒸发浓缩结晶，利用铷盐与钠盐/钾盐溶解度的差异使脱附剂溶质结晶析出并回用于配制脱附液，获得铷浓缩液；最后向铷浓缩液中加入沉淀剂，利用沉淀剂阴离子与铷离子生成极低溶解度铷盐的原理，使铷离子从液相中几乎完全沉淀并经固液分离得到纯铷盐。整个方法通过吸附、洗涤、脱附、蒸发浓缩结晶和沉淀五个步骤的级联配合，将铷离子从极稀浓度逐步推进至宏观可操作浓度，并在每一步中同步完成与杂质的分凝分离，最终以闭合循环的方式实现铷的高效提取和氧化铝主流程的零干扰嵌入。

1.一种基于功能树脂从氧化铝流程提取铷盐的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富铷母液为拜耳法循环母液、拜耳法精液、拜耳法分解母液、拜耳法蒸发母液、烧结法种分母液、烧结法碳分母液、烧结法种蒸母液、烧结法碳蒸母液或烧结法窑灰水溶液。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提铷活化树脂为阳离子树脂，所述阳离子树脂在ph=0的强酸至苛碱na2o浓度为250 g/l的强碱环境中保持结构稳定和吸附功能。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱附液的溶质由钠离子和/或钾离子与阴离子组成，所述阴离子为氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、硝酸根、亚硝酸根、硫酸根、磷酸根、碳酸根、碳酸氢根、硫代硫酸根、醋酸根、柠檬酸根、苯甲酸根或氢氧根中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱附液中溶质的质量浓度为100 g/l~1000 g/l。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将脱附液通过所述洗涤后含铷树脂的过程中，洗涤后含铷树脂经多轮脱附液脱附，直至所述洗涤后含铷树脂上的铷离子脱附率超过50%。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，脱附液的体积v与所述洗涤后含铷树脂的质量m的比值v：m为（0.1~100）：1，其中v的单位为m3，m的单位为t。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将铷离子浓度低于15 mg/l的含铷脱附液作为下一轮脱附的所述脱附液循环使用，直至所述含铷脱附液中铷离子浓度≥15 mg/l。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将脱附液通过所述洗涤后含铷树脂的过程中，脱附温度为0℃~100℃，脱附时间为1 min~600 min。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉淀剂为杂多酸盐、四苯基硼酸盐或草酸盐中的至少一种。