铷(Rb)是一种稀散的化学物质,极软的银白色蜡状金属。质软而轻,其化学性质比钾活泼。可用于特种玻璃的生产、微型高能电池和晶体闪烁计数器等,含铷的矿物有云母和钾长石,主要存在于黑钨矿和白钨矿中。
我国提取铷资源一般为锂矿或盐湖水,锂矿为提取锂并副产铷,而盐湖水一般为综合提取铷、铯、钾等,一般铷的收率较低,价格也较高。我国的钨矿资源储量丰富,但随着高含量钨矿的消耗,低浓度钨矿中钨的回收利用同样必不可少,钨矿的伴生矿含有多种有价金属,其中就有铷,如何综合回收利用,从含铷钨矿中有效提取铷就显得极有意义。
例如我国湖南某大型钨矿山的白钨矿中就伴生铷,该矿山提出了一种硫酸化焙烧、浸出、离子交换、浓缩结晶、萃取的工艺流程,有效提取了该矿物中铷、钨和钾,形成了完整的工艺路线,其分离回收流程如下:
1)将含铷钨原料经烘干、破碎、磨细等工序,破碎至粒径全部小于0.074mm,98%粒度为-0.048mm。
3)按照液固比为1.5~2.5:1加入浸出剂,浸出剂为上一次浸出的洗水,浸出在搅拌浸出槽中加温至70~90℃浸出2.0~3.0h,矿浆过滤产出浸出液和浸出渣。浸出渣采用浆化洗涤,洗涤液固比为1.2:1,浸出液进入综合提铷和提钨工序。浸出渣加入碳酸铵+氨水,液固比2~4:1,加温至30~40℃,浸出渣经三次淋洗后得钨酸铵溶液和浸出渣,其中铷浸出率达到96%,钨浸出率达到89.5%。
5)将吸附尾液缓慢加入生石灰调节pH值至7.0,过滤后浸出渣采用二次浆化和一次淋洗,洗涤后的浸出渣烘干既得副产品粗硫酸钙。中和液和洗水混合后按照理论消耗量的1.1倍逐渐加入纯碱粉末除钙,加入纯碱完毕后继续搅拌0.5h,得到除钙液和钙渣。
6)除钙液利用硫酸钾溶解度随温度变化不同,将料液加热至硫酸钾接近饱和时,终止浓缩,采用离心机分离结晶粗硫酸钾和母液。直到母液中硫酸铷的浓度达到10~15g/L。硫酸钾经洗涤得到硫酸钾产品。利用硫酸钾、硫酸铷溶解度差别,采用浓缩结晶的方法,实现铷和钾的分离,同时提高溶液铷浓度。
8)粗氯化铷重结晶提纯。将粗氯化铷用热水溶解,确保氯化铷饱和,冷却结晶产出高纯度的氯化铷,重结晶一般需要3~5次,产出氯化铷纯度大于99.5%。
通过硫酸化焙烧、浸出、离子交换、浓缩、萃取等工序,综合提取矿物中的铷、钨和钾,实现了钨、铷、钾的回收,钨、铷、钾的回收率分别达到90.23%、80.35%、96.45%,铷、钾和钨综合回收率高,产品价值高,生产成本低,实现了良好的经济效益。