[发明专利]一种制备高纯度金属铷铯的方法

说明书

本发明涉及一种制备高纯度金属铷铯的方法，属于有色金属制备技术领域。该方法将有色金属化合物、主还原剂和辅助还原剂混合均匀后，于惰性气体环境下，进行热还原反应，得到高纯度有色金属；本发明制得的产品金属铷、铯纯度可达到99.99%以上，回收率超过95%，具有良好的应用前景。相比目前国内生产方法，本发明工业量产铯铷金属时间短，时间缩短了至少25%，设备要求极低，大大降低了制作的成本，成本降低了至少50%，使铯铷金属在短时间内实现以工业方式大量生产成为了现实。

技术领域

本发明属于有色金属制备技术领域，具体涉及一种制备高纯度金属铷铯的方法。

背景技术

铷（Rb）、铯（Cs），先后于1860年和1861年被发现。由于铷铯资源稀少，价格又昂贵，长期不被人所熟识，并限制了人们对其性质的研究，致使其在之后的半个多世纪里未获得工业应用。1920年人们才开始逐渐利用铷钩制作光电管，第一次世界大战前仅德国少量生产铷铯。第二次世界大战期间，铯被用于光敏材料，用量有所增加，但仍因经济性和稀缺性在应用方面受到限制。1957年美国成功研制出用混合碳酸碱液提取铷、铯工艺，才使铷铯产量得到历史性突破。60年代以来，铷铯及其化合物在电子工业、光学仪器、玻璃陶瓷、石油化工、医药、国防军工、核能等领域获得较多应用。

现如今，对于国内金属铷、铯的工业研制，主要采用电解法，电解法生产时间较长，对设备要求要求高，并且生产相同相同质量的铯铷金属，需要大量的生产原料，大大增加了生产成本，同时，目前提纯金属铷、铯的方法中回收率都较低，因此如何克服现有技术的不足，降低成本是目前有色金属制备技术领域亟需解决的问题。

根据目前金属热还原法制取铷、铯的理论认为金属钙能够与铷、铯盐类化合物进行反应，是由于金属钙的沸点为1484℃，远高于金属铯671℃的沸点，虽然铯铷的金属性是目前所发现金属物质中最强的，但是根据反应平衡原理，铯（铷）盐在高温下，变为气态后，金属钙就必须要与铯（铷）盐所带的根结合，并将铯还原，其理论与钠与氯化钾在高温下发生反应是相同的。

但是由于金属铯化学性质活泼，虽然被金属钙所置换，但是，依然很容易又再次发生结合，经过试验发现，根据目前国内采用热还原法制取金属铷、铯的理论方法基本上不可能从中铷、铯盐类得到大量高纯度的金属铯、铷，无法实现工业上的量产。所以，发明人认为仅仅完全利用单一金属作为还原剂来还原铷、铯盐类化合物，很难从中铷、铯盐类提起到金属铯、铷。因此，如何克服现有技术的不足是目前有色金属制备技术领域急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术不足，提供一种制备高纯度金属铷铯的方法，本发明制备方法简单，制得的产品纯度可达到99.99%以上，回收率超过95%，生产时间短，对生产设备要求低，具有良好的应用前景。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备高纯度金属铷铯的方法，将有色金属化合物、主还原剂和辅助还原剂混合均匀后，于惰性气体环境下，进行热还原反应，得到高纯度有色金属；

所述的有色金属为铯或铷；

所述的主还原剂为锂、钠、钙、镁、锆、铝、硅及它们的无机化合物中的一种或几种的组合；

所述的辅助还原剂应为沸点介于主还原剂及有色金属之间，为钾、钠、镁、锂、钠、钙、铝、硅及它们的无机化合物中的一种或几种的组合；且辅助还原剂内所含有金属类别与主还原剂内所含有的金属类别均不相同；

以每公斤有色金属化合物的所需的量来计算，主还原剂的用量为0.5-0.8公斤，辅助还原剂的用量为0.02-0.03公斤。

进一步，优选的是，所述的制备高纯度金属铷铯的方法，包括如下步骤：

步骤（1），混合物料的制备：将有色金属化合物与主还原剂混合均匀后，再向其中加入辅助还原剂，继续混合至均匀，得到混合物料；