专利名称：碳酸铯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化合物的制备方法，更具体地说涉及一种碳酸铯的制备方法。
背景技术：
在现有技术中，生产碳酸铯的工艺有两种一种是采用碱法进行生产，该生产工艺是将铯矿石研磨成粉末状直至可以全部通过200目的筛网，然后将研磨过后的铯矿石粉末与碳酸钠和氯化钠按照铯矿石粉末Na2CO3 NaCl = 1 2. 0 1.2进行的混合，放入高温炉中灼烧6小时，温度为900°C，灼烧完成后在800°C保温2小时，结束后加入水溶液进行浸出，浸出后的溶液物料通过板框压滤，除去固体废渣，然后使用T-BAMBP进行萃取分离， 最后通过化学法得到项目产品湿品，烘干后得到项目产品。另一种是采用酸法进行生产，该生产工艺是将铯矿石研磨成粉末直至可以全部200目的筛网，然后将粉末加入到水和硫酸中浸渍，并充分搅拌均勻加热至沸腾状态下浸出16小时，并不时加水保持原来水的体积， 16小时后，用水稀释浆液，并加热至沸腾，接着冷却至室温制取铯钒。接着将铯钒溶于沸水中并不停的搅拌，进行重结晶、精制，在此过程中为了沉淀硫酸根离子(S042-)需加入大量的Ba(OH) 2 · 8H20,当pH达到11. 5时镁离子将会沉淀完全，当pH达到13时钙离子将会沉淀完全，此时将会得到较为纯净的铯钒，接着向此溶液中通入二氧化碳至沉淀，过滤至过剩的碳酸钡沉淀除去，然后继续通入二氧化碳将会得到项目产品粗品，3次以上重结晶并烘干后得到项目产品。碱法进行生产存在的不足之处是生产时，对于设备的要求过于苛刻，是因为该生产工艺需要用到900°C高温灼烧，对于设备的耐热性有较高的要求，灼烧结束后并对反应原料进行800°C的保温2小时，这对于设备的保温性能也有较高的要求，因此用碱法生产该项目产品在设备上的投入及更新将会很大，另外，此工艺的生产需要高温的灼烧，并且是6小时，对于能耗的浪费是可想而知的，现在国家时时刻刻都在强调能源的节约，因此对于此工艺生产出的项目产品不论是在成本还是在能耗上均造成了巨大的浪费。酸法进行生产的不足之处是该工艺制取项目产品时会消耗大量的人工时间，为了得到铯钒需要对原料的前处理是浸渍，加热至沸腾状态下浸出且耗时高达16小时，并且在生成项目产品时需要投入一定的钡盐进行沉淀，而产生的碳酸钡为剧毒物质，能产生很大的安全隐患，安全性问题难以逾越，因此需要谨慎处理产生的碳酸钡废液。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术不足之处而提供一种低耗能、低成本、工艺简化、无毒性中间产物、纯度更高的碳酸铯的制备方法。本发明的目的是通过以下措施来实现一种碳酸铯的制备方法，其特殊之处在于制备碳酸铯的原料及配比铯粉末98%硫酸水=1 0. 7 0. 8 1. 8 2. 2 ；所述铯粉末为含量21 24%的铯矿石研磨成粉，所述98%硫酸为98%的CP级硫酸，水为饮用水其制备经过下列步骤制备步骤一，铯粉末的前处理将铯粉末加入配比好的水与硫酸在反应器中浸泡，反应器温度85°C 105°C，浸泡4 6小时，自然冷却后得以铯离子为主的共混体浸出原液；步骤二，调节PH值将配制好的碱液加入步骤一所得原液中，调节原液的PH至 11 13时为止；步骤三，萃取对步骤二所得液体加入萃取剂T-BAMBP进行萃取，萃取剂，加入量为 lmol/L萃取剂原液=4:3;步骤四，分层经萃取剂T-BAMBP萃取后的浸出液体分层，取出上层液体至第二反应器；步骤五，反萃对第二反应器中的上层萃取液体加入二氧化碳及高纯水得碳酸铯溶液；步骤六，离心干燥将反萃出的碳酸铯溶液通过下料管送入离心机中，离心机转速为1000 1200r/m，时间为20min，得该项目产品的湿品；步骤七，烘干、包装将离心机出料口出来的湿品进行烘干，所述烘干温度为400 600°C，包装，完成制备。所述步骤二中配制好的碱液为氢氧化钠或氧化钙或氢氧化钙或碳酸钠。所述步骤五中加入二氧化碳的纯度为99. 99%，加入量为140g 160g/L。所述步骤五中加入高纯水为15 Ω以上的高纯水，加入量为上层萃取液体的1/6 1/8。与现有技术相比，本发明提出的碳酸铯的制备方法有如下优点1)降低了传统碱法生产的高耗能，降低了对设备的要求，同时也大幅降低碳酸铯生产成本；2)排除了酸法生产过程中中间有毒物质的产生，缩短了生产周期，提高了产品的生产率；3)在金属离子溶剂中铯离子的浸出率中，该工艺的金属离子溶液中铯离子的浸出率为98.5%，传统工艺仅有80% ；4)产品品质进一步提高，扩大了应用范围。
图1为本发明实施例碳酸铯工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图就碳酸铯的制备方法作详细说明步骤一，铯粉末的前处理将铯粉末加入配比好的水与硫酸在反应器中浸泡，反应器温度85°C 105°C，浸泡4 6小时，自然冷却后得以铯离子为主的共混体浸出原液，同时浸出还有其余碱性离子有Rb、K、Na、Li、Fe、Al、Si、Cl—1、C03_2，浸泡4 6小时可将大部分铯离子浸出；步骤二，将配制好的碱液加入步骤一所得原液中，调节原液的pH至11 13时为止，所述配制好的碱液为氢氧化钠或氧化钙或氢氧化钙或碳酸钠；步骤三，萃取对步骤二所得液体加入萃取剂T-BAMBP进行萃取，萃取剂加入量为 lmol/L萃取剂原液=4 3，原液在ph为11 13的条件下与高效萃取剂反应，会与原液中存留的铯离子反应生成铯盐，进一步减少原液中的铯离子；步骤四，分层经萃取剂T-BAMBP萃取后的浸出液体分层，上层为仅含有铯离子的溶液，含其它碱性离子如Rb、K、Na、Li、Fe、Al、Si、Cr1、CO3"2存留在下层原液中，下层原液回收，取出上层液体仅含有铯离子的溶液至第二反应器；步骤五，反萃对第二反应器中的上层萃取液加入二氧化碳及高纯水得碳酸铯溶液，所述加入二氧化碳的纯度为99. 99%，加入量为140g 160g/L，加入15 Ω以上的高纯水，加入量为上层萃取液体的1/6 1/8 ；步骤六，离心干燥将反萃出的碳酸铯溶液，通过下料管送入离心机中，离心机转速为1000 1200r/m，时间为20min，得该项目产品的湿品；步骤七，烘干、包装将离心机出料口出来的湿品进行烘干，所述烘干温度为400 600°C，后包装，完成制备。实施例1按配比铯粉末98%硫酸水=1 0. 75 2配料，反应器温度85°C， 浸泡时间6小时，之后加入碱液氢氧化钠，调至pH 13，加入萃取剂T-BAMBP进行萃取，分层后反萃加入纯度为99. 99%的二氧化碳150g/L及15Ω以上的高纯水上层萃取液体的1/6， 得碳酸铯溶液，再经转速为1200r/m离心干燥20min，600°C烘干得固态碳酸铯。其技术指标列入下表本发明(1)中。实施例2按配比铯粉末98%硫酸水=1 0.8 1. 9配料，反应器温度 100°C，浸泡时间4小时，之后加入碱液氢氧化钙，调至PH 11，加入萃取剂T-BAMBP进行萃取，分层后反萃加入纯度为99. 99%的二氧化碳160g/L及15 Ω以上的高纯水上层萃取液体的1/8，其后工艺与实施例同样。其技术指标列入下表本发明(2)中。按本发明制备方法与传统方法制备主要质量指标见下表
碱法生产酸法生产本发明(1)本发明(2)检测指标结果含量(减量法)>99.8%彡 99.7%彡 99.95%彡 99.96%氯化物(Cl)彡 0.005%彡 0.004%彡 0.003%彡 0.003%硫酸盐(S04)<0.003%彡 0.004%彡 0.002%彡 0.002%锂(Li)^0.0005%^0.0006%^0.0005%^0.0005%钾(K)彡 0.007%彡 0.006%<0.005%彡 0.005%钠(Na)^0.007%彡 0.007%彡 0.005%彡 0.006%
权利要求
1.一种碳酸铯的制备方法，其特征在于制备碳酸铯的原料及配比铯粉末98%硫酸水=1 0.7 0.8 1.8 2.2 ；所述铯粉末为含量21 24% 的铯矿石研磨成粉，所述98%硫酸为98%的CP级硫酸，水为饮用水其制备经过下列步骤制备步骤一，铯粉末的前处理将铯粉末加入配比好的水与硫酸在反应器中浸泡，反应器温度85°C 105°C，浸泡4 6小时，自然冷却后得以铯离子为主的共混体浸出原液；步骤二，调节PH值将配制好的碱液加入步骤一所得原液中，调节原液的pH至11 13 时为止；步骤三，萃取对步骤二所得液体加入萃取剂T-BAMBP进行萃取，萃取剂，加入量为 lmol/L萃取剂原液=4:3;步骤四，分层经萃取剂T-BAMBP萃取后的浸出液体分层，取出上层液体至第二反应器；步骤五，反萃对第二反应器中的上层萃取液体加入二氧化碳及高纯水得碳酸铯溶液；步骤六，离心干燥将反萃出的碳酸铯溶液通过下料管送入离心机中，离心机转速为 1000 1200r/m，时间为20min，得该项目产品的湿品；步骤七，烘干、包装将离心机出料口出来的湿品进行烘干，所述烘干温度为400 600°C，包装，完成制备。
2.根据权利要求1所述的碳酸铯的制备方法，其特征在于所述步骤二中配制好的碱液为氢氧化钠或氧化钙或氢氧化钙或碳酸钠。
3.根据权利要求1所述的碳酸铯的制备方法，其特征在于所述步骤五中加入二氧化碳的纯度为99. 99%，加入量为140g 160g/L。
4.根据权利要求1所述的碳酸铯的制备方法，其特征在于所述步骤五中加入高纯水为 15 Ω以上的高纯水，加入量为上层萃取液体的1/6 1/8。
全文摘要
本发明涉及一种碳酸铯的制备方法。其制备的原料及配比铯粉末∶98％硫酸∶水＝1∶0.7～0.8∶1.8～2.2；制备包括以下步骤铯粉末的前处理得浸出原液、调节pH值、萃取、分层、反萃、离心干燥、烘干、包装完成制备。本发明提出的碳酸铯的制备方法有如下优点1)降低了传统碱法生产的高耗能，降低了对设备的要求，同时也大幅降低碳酸铯生产成本；2)排除了酸法生产过程中中间有毒物质的产生，缩短了生产周期，提高了产品的生产率；3)在金属离子溶剂中铯离子的浸出率中，该工艺的金属离子溶液中铯离子的浸出率为98.5％，传统工艺仅有80％；4)产品品质进一步提高，扩大了产品的应用范围。
文档编号C01D17/00GK102241409SQ20101017225
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者张文清, 沙丹, 蔡体伟 申请人:上海实验试剂有限公司, 上海离岛电子新材料有限公司