铯榴石生产碳酸铯的新工艺

背景技术

现有以铯榴石为原料生产碳酸铯的工艺流程是:酸浸─恒温过滤一沉铯矾—分离—粗钨矾—两次重结晶—精钝矾—混料─低温焙烧─热水浸出洗涤—离心分离─硫酸饱溶液─离子交换—淋洗—洗脱一反洗─碳酸饱洗出液—蒸发—烘干─碳酸铯。该工艺在使用中存在的不足之处是:

1、碳酸铯产品收率低,总收率最高只有62%,影响收率的因素主要是,精铯矾在低温焙烧过程反应不充分,因为精铯矾是固相,氧化钙也是固相,固固反应完全较困难,有未反应的精铯矾存在;另外,铯矾在水中的溶解度不大0℃时只有0.3g/L,在水浸工序中,有小部分精钧矾会夹杂在渣中排出,虽经洗涤,也不能将渣中的铯含量降低,导致渣中铯的含量达2-3%,这使得碳酸饱产品收率低。

2、能耗高,精铯矾加氧化钙低温焙烧需要12小时250℃ ;烘干温度高,碳酸铯本身带结晶水,分子式为CsCO3·3.5H2O,脱出结晶水所需温度达到300℃以上,处理单位数量的铯矾所需电成本较高。

3、产出碳酸铯产品为块状,易吸水,需破碎和粉碎。在破碎和粉碎过程中很容易重新吸水。

4、碳酸笆产品的纯度不高,只有99%,影响其在工业上的应用,其原因在于,碳酸铯产品中的Rb及Ca、Mg.SiO4含量偏高。

生产工艺

一种以铯榴石生产碳酸铯的新工艺,它由如下工序构成:酸浸-恒温过滤—沉钩矾—分离—粗铯矾─两次重结晶—精铯矾─除硫酸铝—分离—硫酸龟溶液—除硫酸根—一次过滤─氢氧化饱溶液—一次氢化一二次过滤一氢化液—浓缩冷却一三次过滤─浓缩溶液─二次氢化—过滤—浓缩净液—浓缩冷却结晶—离心分离—碳酸氢钩湿料—烘干─碳酸龟成品。

将艳榴石CsAlSi2O6含铯28%CsO2放入浓硫酸中酸浸,硫酸浸出4小时、反应温度120℃、硫酸浓度35%、液固比3∶1,然后恒温过滤;

去掉酸浸渣进入沉铯矾工序;将沉铯矾分离为粗铯矾和沉矾母液,将沉矾母液中和排放﹔在粗铯矾中加入去离子水进行两次重结晶,其液固比为8∶1,将两次重结晶产生的一次重结晶母液还回到酸浸工序,将两次重结晶产生的精铯矾加入去离子水和石灰浆进入除硫酸铝工序,反应温度90℃,反应时间1h,石灰浆浓度7%,铯矾浆浓度40% ;

将浓液分离为硫酸饱溶液和渣,渣经纯水洗涤分离出的洗渣液可还回除硫酸铝工序;硫酸笆溶液加入纯氢氧化钡进入除硫酸根工序,氢氧化钡过量加入,过量为10% ;除硫酸根后的溶液经一次过滤为氢氧化饱溶液和滤渣,滤渣经去离子水洗涤分为钡渣和氢氧化饱洗液;将氢氧化钧洗液和氢氧化饱溶液混和并通人二氧化碳进入一次氢化工序,终点pH=9 ;

将一次氢化后的溶液二次过滤为滤渣和氢化液,滤渣还回钡渣洗涤工序;氢化液进入浓缩冷却工序（浓缩终点温度105℃,冷却终点温度:常温浓缩冷却参数）;将经浓缩冷却的氢化液经过过滤;过滤后为浓缩液渣和浓缩净液,浓缩液渣还回钡渣洗涤工序,向浓缩净液中通入二氧化碳进行二次氢化,氢化终点pH=8,经过过滤得到二次氢化净液,滤渣返回钡渣洗涤工序。

浓缩冷却结晶工序:二次氢化净液经过再次浓缩冷却,浓缩终点温度130℃,冷却终点温度为常温,此时碳酸氢饱结晶从溶液中析出,经过离心分离得到结晶母液和碳酸氢笆湿料,结晶母液返回到二次氢化工序,结晶母液也可生产其他铯盐品种﹔碳酸氢钯湿料经烘干工序得碳酸钩成品,其纯度为99.9%,烘干温度180℃,烘干时间30h.