[发明专利]一种铯和铷盐溶液的制备方法

说明书

本发明涉及制备一种密度为1.6～3.3g/cm³的铯和铷盐溶液的方法，即在200～280℃的溶解温度和15～65巴的压力以及8～18重量％的悬浮浓度下，用Ca(OH)₂的水溶液水热溶解未煅烧的铯榴石和/或煅烧过的磷云母0.5～3小时，分离未溶的固体，任选地通过吹入二氧化碳气体除去钙离子和锂离子，并且从溶解的滤液中除去沉淀的碳酸盐，以及通过加入一种酸或一种酸酐直至PH值至少为6从而形成铯和铷的盐，这里，为了得到铯和铷盐溶液的这种浓度，在溶解之后，沉淀碳酸盐除去之后和/或在酸或酸酐加入之后，通过蒸发作用进行浓缩。

从杂志“Tsvetnye Metally-The Soviet Journal of Non-FerrousMetals”,BandⅡ,Nr.5,s.51～59(1961)已知一种由铯榴石-锂辉石浓缩物水热溶解以获得碳酸铯的方法。这种煅烧过的矿物在220℃和20atm下用Ca(OH)₂的水溶液水热溶解4小时以上，其中，在3molCa(OH)₂/mol SiO₂下，可获得最佳溶解条件。它可提炼出矿物中所含铯的88.3％，并且，通过铝-铯-矾(Alumo-Casium-Alaun)的重结晶制备纯度大于99％的铯盐。另外，由Chemical-Abstracts-Referat 19/4949V(1973)已知一种把Cs₂CO₃转化成CsHCO₂的方法，其中，碳酸盐与甲酸在水中反应。

此外，德国专利申请P4237954.7描述了一种通过含铯和铷的矿物的水热溶解制备密度为1.6～3.3g/cm³的铯和铷盐溶液的方法，这种方法具有开头提到方法的特征。

本发明的任务是，以所述的现有技术为出发点提出一种方法，即在高的产量和大于8重量％的悬浮浓度下，允许在CaO比二氧化硅稍微过量时降低所用矿物的磨碎等级。

根据本发明这个任务是这样解决的，即将平均颗粒尺寸这0.5mm的未煅烧铯榴石和/或煅烧过的磷云母在回转蒸压釜中溶解，这里，SiO₂和CaO的摩尔比是1∶2.5至1∶1.25。

悬浮浓度被定义为铯榴石和/或磷云母以及未溶解的CaO即Ca(OH)₂在水中的浓度。

令人惊奇地是，在所述方法的条件下，在回转式蒸压釜中水热溶解时，一般可提炼出矿物所含铯和铷的90重量％以上，并且转化成成本低的密度为1.6～3.3g/cm³的铯和铷盐溶液，其中，不但磨碎费用由于使用平均颗粒尺寸达0.5mm的矿物是相对低的，而且CaO与矿物中所含的SiO₂相比的过量值也是比较低的。

本方法另一个优选的实施方案是将除去所含的碳酸盐后的初始滤液和/或洗涤滤液作为用于随后溶解的捣碎液体使用。本发明方法的这种实施方案允许制备密度为1.6～3.3g/cm³的铯和铷盐溶液，但在这里，不必进行浓缩就能得到溶解液，因此，这种方法也就变得费用较低。

铯和铷盐溶液是以优选的方式得到的，即通过使用甲酸、醋酸、柠檬酸或硫酸作为酸或者一氧化碳、三氧化二钼或三氧化二钨作为酸酐来把任选的在钙以及锂离子分离之后残余的溶解液转化。

铯和铷盐溶液的浓度可根据优选的方式在很大的范围内变化，即通过混入一种碱金属或碱土金属盐的饱和溶液，其中两种盐溶液的阴离子是相同的。

特别地，本发明方法制备的铯和铷甲酸盐溶液与饱和的甲酸钾溶液混合来调节密度到为1.6～2.26g/ml，以及根据本发明方法制备的溴化铯和溴化铷溶液与饱和的溴化钙溶液混合得到密度为1.68～1.80g/ml的盐溶液。

此外，对于整个方法证明有利地是，分离出的碳酸盐用于锂的制备，以及水热溶解之后残留的未溶解固体作为水泥生产时原料粉磨的助剂。因此，这种提出的方法几乎是没有废品的。

下面借助于实施例进一步详细地说明本发明。

                               原始铯榴石中的含量

                                    ％重量

        Cs                           23.5

        Rb                           0.97