生产氢氧化铯的新方法

背景技术

氢氧化铯是制备各种铯盐及金属铯的基础材料，由于其独特的性能，在生物工程、催化剂行业、蓄电池等行业的应用在日益增加。现有生产氢氧化铯的方法是以铯榴石为原料，经酸浸，沉矾，转化得到硫酸铯溶液，再加入氢氧化钡转型成氢氧化铯溶液，再经除杂浓缩得到氢氧化铯产品。该方法的不足之处是：1、生产中用于除杂的成本高，这因为在氢氧化铯的生产中会消耗大量的氢氧化钡，同时为了保证硫酸根的完全脱除，氢氧化钡的加入量过量很多，这就造成在后面的除杂过程中，要除钡，同时由于氢氧化钡的溶解度不大，除杂渣中包裹着未反应完全的氢氧化钡，同时溶液中还有部分游离的未反应的钡离子需加入碳酸根除去，所以除杂渣中含有氢氧化钡和碳酸钡，而这些渣为有毒有害物对环境有很大的破坏作用，必须进行处理成无害物才能外排，这些都增加了生产成本；2、产品的质量不高，因为在氢氧化钡中含有不少重金属离子，这些重金属离子影响着对产品质量。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有氢氧化铯的生产方法在使用中存在的上述不足，而提供一种生产氢氧化铯的新方法，它具有生产成本低、利于环保、质量高的优点。

通过下述技术方案可实现本发明的目的，一种生产氢氧化铯的新方法，其特征在于包括以下生产流程：

步骤一、硫酸铯转化液的净化：在常温下，将铯矾转化生成的硫酸铯溶液加入至搅拌槽中，开启搅拌，然后加入硫酸，调pH，将氢氧化铝沉淀除去，然后将除完铝的溶液泵入另一搅拌槽中，将溶液配成碱性除镁，加入除钙剂除钙，得到硫酸铯净液待用；

步骤二、铯从硫酸盐体系中萃取分离：将步骤一中净化好的硫酸铯溶液加入至萃取槽中，然后加入萃取剂，控制好物料的流量及物料的pH值，进行连续生产；

步骤三、萃取有机负载的反萃：将步骤二生成的有机负载用酸进行反萃，使铯从有机负载中进入到溶液，达到与杂质的分离；

步骤四、铯反萃液的转型：将铯反萃液泵入苛化反应釜中，转型为氢氧化铯溶液；

步骤五、转型液的除杂：将步骤四转型产生的固体杂质从溶液中分离出来；

步骤六、氢氧化铯的浓缩：将步骤五生产的氢氧化铯溶液进行浓缩；

步骤七、氢氧化铯的结晶分离：将步骤六中浓缩好的氢氧化铯冷却结晶，并分离得到氢氧化铯湿产品；

步骤八、氢氧化铯产品的烘干：将步骤七制得的氢氧化铯湿产品经烘干得到氢氧化铯干产品。

其中，所述步骤一中pH调节试剂为硫酸、盐酸、硝酸中的一种，除铝pH调节范围：4～9；除镁pH调节范围：7～14；除钙剂碳酸盐、硫酸盐、氟化盐中的一种或几种；搅拌速度：10～80转/分、反应时间：10～45分钟。

其中，所述步骤二中萃取剂为苯酚类萃取剂，萃取流量比：萃取剂：料液：洗水：反酸＝1～5：1：0.01～0.05：0.1～0.5；料液的pH值控制范围：7～14。

其中，所述步骤三反萃用酸为盐酸、硫酸、硝酸、碳酸中的一种。

其中，所述步骤四中铯反萃液的转型采用添加碱性物质，将铯反萃液转化成氢氧化物体系，添加的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钠、氧化钾、氧化钙中的一种或几种；反应温度：80℃～120℃，搅拌速度：10～80转/分，反应时间：10～60分钟。

其中，所述步骤五中的除杂过程是将步骤四中产生的固体杂质从溶液中分离出来，采用的分离设备为离心机、沉降机、板框压滤机、精密过滤器中的一种或几种。

其中，所述步骤六将步骤五中除完杂的氢氧化铯溶液进行浓缩，浓缩终点以温度控制，浓缩终点温度控制：180℃～240℃。

其中，所述步骤七将步骤六中浓缩到终点的氢氧化铯放入带搅拌的冷却结晶槽中冷却，控制搅拌速度：20～60转/分；冷却结晶终点温度：0℃～50℃；采用的分离设备为离心机、沉降机、板框压滤机、精密过滤器中的一种或几种。

其中，所述步骤八将步骤七分离得到的氢氧化铯的湿产品移至合金盘中进行烘干，烘干温度：200℃～250℃，烘干时间：12～24小时。

本发明的效果在于：1、生产成本大幅降低，这在于本发明是采用了新的方法来制备氢氧化铯，新方法的主要特点是通过萃取的方法将铯与别的金属离子分开，再经过化学的方法转型生成氢氧化铯溶液，再经浓缩，结晶分离，烘干达到制备合格氢氧化铯固体产品的目的。因为方法中使用的萃取剂不仅使用量少、价格便宜，而且可循环使用；其对比是，现有技术生产一吨氢氧化铯需消耗0.9375吨的八水氢氧化钡，而本技术仅需0.167吨的氧化钙，而氧化钙的市场价格仅为氢氧化钡的十分之一，所以，生产成本可大幅降低；2、利于环境保护，这在于通过本技术产生的渣为无毒无害的一般工业废渣，主要成份为碳酸钙及少量过量的氢氧化钙，排出对环境没有毒害影响；3、产品的质量及纯度提高，这在于重金属离子钡和鋅可以降至5ppm以下。

生产方法

将铯矾转化后的硫酸铯溶液泵入除铝槽中，开动搅拌，搅拌速度63转/分，加入98％的浓硫酸，调pH值至7，保持30分钟pH值不变后，通过精密压滤，将产生的絮状氢氧化铝沉淀除去。滤液泵入除钙镁槽，开启搅拌，搅拌速度63转/分，加入氢氧化钠，调pH值至12.5，保持该pH值下反应30分钟，再按溶液中经检测出的钙的含量加入1.1倍的无水碳酸钠，继续反应30分钟。再压滤行到硫酸铯净液。往硫酸铯净液中加入氢氧化钠，调pH值至13。将调好pH值的硫酸铯溶液加入到萃取槽中，按萃取剂：料液：洗水：反酸＝3.5：1：0.015：0.2的比例通入萃取槽中。其中洗水为去离子水，反酸为二氧化碳水溶液，萃取剂为叔丁基－2－(a－甲苄基)苯酚(简称t-BAMBP)。通过萃取后，铯从硫酸铯转变成碳酸铯溶液。将碳酸铯溶液泵入苛化反应釜，开启搅拌，控制搅拌速度为63转/分，缓慢加入配制好的氢氧化钙水溶液。将计算好的氢氧化钙水溶液在45分钟内加完。打开蒸汽阀门加热，加温至95℃，并恒温45分钟。苛化后的溶液用板框压滤，滤液即为氢氧化铯溶液，送入浓缩釜，浓缩温度到220℃即为浓缩终点，将浓缩好的氢氧化铯热溶液排入冷却结晶槽，开启结晶槽搅拌，控制搅拌速度20转/分。待釜内温度降至室温时用离心机分享，控制离心机转速在960转/分，分离时间20分钟。取出氢氧化铯湿产品，用合金盘装好，放入烘箱，控制烘干温度240℃，烘干时间12小时。即得氢氧化铯产品。