本發(fā)明涉及化學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種銣離子和銫離子的萃取方法。
背景技術(shù)：
銣(Rb)和銫(Cs)是重要的稀有貴重金屬資源，Rb金屬、Cs金屬及其化合物在能源、化工、醫(yī)學(xué)、生物等現(xiàn)代科技領(lǐng)域運(yùn)用廣泛，可用于制備生化試劑、催化劑、電子器件、光電管和特種玻璃等產(chǎn)品，因此，提取與生產(chǎn)Rb金屬和Cs金屬有著重要意義。
溶劑萃取方法是從溶液中分離銣(Rb)和銫(Cs)的有效方法之一?，F(xiàn)有的萃取方法常用4-叔丁基-2(α-甲基芐基)苯酚(t-BAMBP)或4-仲丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚(BAMBP)作為萃取劑的體系。
然而，由于上述萃取體系需要具有較高的堿度(pH值大于11)，如在[OH-]＝1mol/L的條件下進(jìn)行萃取，而高堿度易使萃取體系乳化，從而導(dǎo)致分相困難；該高堿度還容易導(dǎo)致萃取劑和稀釋劑的流失，進(jìn)而導(dǎo)致萃取效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的在于提供一種銣離子和銫離子的萃取方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中Rb和Cs的萃取效率較低的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種銣離子和銫離子的萃取方法，包括以下步驟：利用復(fù)合萃取劑對(duì)含銣離子和銫離子的混合溶液進(jìn)行第一萃取處理，得到第一有機(jī)相和第一萃余液，復(fù)合萃取劑包括酸性萃取劑和中性有機(jī)物中的至少一種組分以及具有結(jié)構(gòu)式I的苯酚類萃取劑；利用復(fù)合萃取劑對(duì)第一萃余液進(jìn)行第二萃取處理，得到第二有機(jī)相和第二萃余液；利用反萃劑對(duì)第一有機(jī)相進(jìn)行反萃取處理，得到含有銫鹽的反萃取液；以及利用反萃劑對(duì)第二有機(jī)相進(jìn)行反萃取處理，得到含有銣鹽的反萃取液， 其中，R1＝CnH2n+1，0≤n≤25，R2＝CmH2m+1，0≤m≤25。
進(jìn)一步地，所述結(jié)構(gòu)式I中n小于等于10；所述結(jié)構(gòu)式I中m小于等于5。
進(jìn)一步地，苯酚類萃取劑為4-叔丁基-2(α-甲基芐基)苯酚和/或4-仲丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚；優(yōu)選酸性萃取劑包括酸性有機(jī)磷萃取劑和/或有機(jī)羧酸萃取劑，進(jìn)一步優(yōu)選為二(2-乙基己基)磷酸、2-乙基己基磷酸單-2-乙基己基酯和環(huán)烷酸中的任一種或多種；優(yōu)選中性有機(jī)物包括烷基醇，進(jìn)一步優(yōu)選為甲庚醇和/或正辛醇。
進(jìn)一步地，復(fù)合萃取劑還包括烴類溶劑，烴類溶劑優(yōu)選為烷烴類有機(jī)溶劑和/或芳香烴類有機(jī)溶劑。
進(jìn)一步地，復(fù)合萃取劑包括苯酚類萃取劑和酸性萃取劑時(shí)，苯酚類萃取劑與酸性萃取劑的摩爾比＞0.05。
進(jìn)一步地，在利用復(fù)合萃取劑對(duì)混合溶液進(jìn)行萃取處理的步驟中，復(fù)合萃取劑與混合溶液的體積比為1：10～10:1。
進(jìn)一步地，在利用復(fù)合萃取劑對(duì)混合溶液進(jìn)行萃取處理的步驟中，萃取處理的萃取時(shí)間為5～15min。
進(jìn)一步地，萃取方法還包括：在第一萃取處理的步驟之前，將混合溶液的pH值調(diào)至7～9；在第二萃取處理的步驟之前，將第一萃余液的pH值調(diào)至9～11。
進(jìn)一步地，混合溶液還含有鋰離子，在第二萃取處理的步驟中，得到含有鋰離子的第二萃余液。
進(jìn)一步地，萃取方法還包括制備復(fù)合萃取劑的過(guò)程，過(guò)程包括：將苯酚類萃取劑與中性有機(jī)物混合形成預(yù)混液，然后將酸性萃取劑加入至預(yù)混液中，得到復(fù)合萃取劑；或?qū)⑺嵝暂腿┡c中性有機(jī)物混合形成預(yù)混液，然后將苯酚類萃取劑加入至預(yù)混液中，得到復(fù)合萃取劑；或?qū)⒅行杂袡C(jī)物分為第一中性有機(jī)物部分和第二中性有機(jī)物部分，將苯酚類萃取劑與第一中性有機(jī)物部分混合形成第一預(yù)混液，將酸性萃取劑與第二中性有機(jī)物部分混合形成第二預(yù)混液，將第一預(yù)混液和第二預(yù)混液混合，得到復(fù)合萃取劑，優(yōu)選第一中性有機(jī)物部分和第二中性有機(jī)物部分的體積比為1：10～10：1。
進(jìn)一步地，復(fù)合萃取劑還包括烴類溶劑時(shí)，萃取方法還包括制備復(fù)合萃取劑的過(guò)程，過(guò)程包括：將苯酚類萃取劑與烴類溶劑混合形成預(yù)混液，并將酸性萃取劑加入預(yù)混液中，以形成復(fù)合萃取劑；或?qū)⑺嵝暂腿┡c烴類溶劑混合形成預(yù)混液，并將苯酚類萃取劑加入預(yù)混液中，以形成復(fù)合萃取劑；或?qū)N類溶劑為第一烴類溶劑部分和第二烴類溶劑部分，將苯酚類萃取劑與第一烴類溶劑部分混合形成第一預(yù)混液，將酸性萃取劑與第二烴類溶劑部分混合形成第二預(yù)混液，將第一預(yù)混液和第二預(yù)混液混合，得到復(fù)合萃取劑。
進(jìn)一步地，在利用反萃劑對(duì)第一有機(jī)相或第二有機(jī)相進(jìn)行反萃取處理的步驟中，反萃劑與第一有機(jī)相或反萃劑與第二有機(jī)相溶液的體積比為1：10～10:1，優(yōu)選反萃取處理的萃取時(shí)間為5～15min。
應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種銣離子和銫離子的萃取方法，該萃取方法采用包括酸性萃取劑和中性有機(jī)物中的至少一種組分以及具有結(jié)構(gòu)式為的苯酚類萃取劑的復(fù)合萃取劑對(duì)含銣離子和銫離子的混合溶液進(jìn)行第一萃取處理，得到第一有機(jī)相和第一萃余液，利用上述復(fù)合萃取劑對(duì)第一萃余液進(jìn)行第二萃取處理，得到第二有機(jī)相和第二萃余液，然后分別利用反萃劑對(duì)第一有機(jī)相和第二有機(jī)相進(jìn)行反萃處理，得到含有銫鹽的萃取液和含有銣鹽的萃取液，由于上述苯酚類萃取劑與酸性萃取劑和/或中性有機(jī)物能夠發(fā)生協(xié)同作用，從而使形成的復(fù)合萃取劑不僅具有對(duì)Rb和Cs較大的分離系數(shù)，且降低了萃取體系對(duì)堿度的需求，進(jìn)而提高了對(duì)Rb和Cs的萃取效果，使復(fù)合萃取劑具有相比于組成復(fù)合萃取劑的任一種組分單獨(dú)使用時(shí)的效果之和更大的萃取率，對(duì)Cs的萃取率能夠達(dá)到80％以上，提高了對(duì)Cs的回收率；并且，由于上述萃取方法中通過(guò)對(duì)含銣離子和銫離子的混合溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，不需要使其具有較大的堿度(pH值大于11)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Rb和Cs有效地萃取，從而不僅避免了由于高堿度易使萃取體系乳化而導(dǎo)致的分相困難，還避免了由于高堿度而導(dǎo)致的萃取劑和稀釋劑的流失，從而提高了Rb和Cs的萃取效率。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過(guò)程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒(méi)有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過(guò)程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)中用于萃取Rb和Cs的萃取劑的萃取體系需要具有較高的堿度(pH值大于11)，而高堿度易使萃取體系乳化，從而導(dǎo)致分相困難以及萃取劑和稀釋劑的 流失，進(jìn)而導(dǎo)致萃取效率較低。本發(fā)明的發(fā)明人針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行研究，提供了一種銣離子和銫離子的萃取方法，包括以下步驟：利用復(fù)合萃取劑對(duì)含銣離子和銫離子的混合溶液進(jìn)行第一萃取處理，得到第一有機(jī)相和第一萃余液，復(fù)合萃取劑包括酸性萃取劑和中性有機(jī)物中的至少一種組分與具有結(jié)構(gòu)式的苯酚類萃取劑；利用復(fù)合萃取劑對(duì)第一萃余液進(jìn)行第二萃取處理，得到第二有機(jī)相和第二萃余液；利用反萃劑對(duì)第一有機(jī)相進(jìn)行反萃處理，得到含有銫鹽的反萃取液；利用反萃劑對(duì)第二有機(jī)相進(jìn)行反萃處理，得到含有銣鹽的反萃取液，其中，R1＝CnH2n+1，0≤n≤25，R2＝CmH2m+1，0≤m≤25。
該萃取方法中由于苯酚類萃取劑與酸性萃取劑和/或中性有機(jī)物能夠發(fā)生協(xié)同作用，從而使形成的復(fù)合萃取劑不僅具有對(duì)Rb和Cs較大的分離系數(shù)，且降低了萃取體系對(duì)堿度的需求，進(jìn)而提高了對(duì)Rb和Cs的萃取效果，使復(fù)合萃取劑具有相比于組成復(fù)合萃取劑的任一種組分單獨(dú)使用時(shí)的效果之和更大的萃取率，對(duì)Cs的萃取率能夠達(dá)到80％以上，提高了對(duì)Cs的回收率；并且，由于上述萃取方法中通過(guò)對(duì)含銣離子和銫離子的混合溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，不需要使其具有較大的堿度(pH值大于11)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Rb和Cs有效地萃取，從而不僅避免了由于高堿度易使萃取體系乳化而導(dǎo)致的分相困難，還避免了由于高堿度而導(dǎo)致的萃取劑和稀釋劑的流失，從而提高了Rb和Cs的萃取效率。
本發(fā)明的上述復(fù)合萃取劑中，結(jié)構(gòu)式I中的R1和R2均為烷基，如甲基、乙基、烷基、異烷基、正丁基、異丁基、仲丁基或叔丁基等。優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)式I中n小于等于10；結(jié)構(gòu)式I中m小于等于5，此時(shí)，形成的苯酚類萃取劑優(yōu)選為4-叔丁基-2(α-甲基芐基)苯酚和/或4-仲丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚。具有上述優(yōu)選結(jié)構(gòu)式I的苯酚類萃取劑在與酸性萃取劑和/或中性有機(jī)物混合后能夠具有對(duì)Rb和Cs更大的分離系數(shù)，且進(jìn)一步降低了萃取體系對(duì)堿度的需求，從而進(jìn)一步提高了對(duì)Rb和Cs的萃取效果。
本發(fā)明的上述復(fù)合萃取劑中，優(yōu)選地，苯酚類萃取劑為4-叔丁基-2(α-甲基芐基)苯酚和/或4-仲丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚。采用上述優(yōu)選的苯酚類萃取劑既能夠保證苯酚類萃取劑在有機(jī)物中有較大溶解度以便于提高萃取效率，又能夠在水溶液中有較低的溶解度以減少萃取劑的溶解損失。
本發(fā)明的上述復(fù)合萃取劑中，優(yōu)選地，酸性萃取劑包括酸性有機(jī)磷萃取劑和/或有機(jī)羧酸萃取劑，優(yōu)選為二(2-乙基己基)磷酸、2-乙基己基磷酸單-2-乙基己基酯和環(huán)烷酸中的任一種或多種。采用上述優(yōu)選的酸性萃取劑能夠發(fā)揮更大的協(xié)同萃取作用。
本發(fā)明的上述復(fù)合萃取劑中，優(yōu)選地，中性有機(jī)物包括烷基醇，優(yōu)選為甲庚醇和/或正辛醇。采用上述優(yōu)選的中性有機(jī)物能夠有效地降低形成的復(fù)合萃取劑的黏度，使其更容易成分穩(wěn)定，具有更好的萃取效果。
當(dāng)復(fù)合萃取劑包括苯酚類萃取劑和酸性萃取劑時(shí)，優(yōu)選地，酸性萃取劑與苯酚類萃取劑的摩爾比＞0.05。具有上述摩爾比的苯酚類萃取劑與酸性萃取劑能夠具有更好的協(xié)同作用，從而使形成的復(fù)合萃取劑具有對(duì)Rb和Cs更大的分離系數(shù)，且進(jìn)一步地降低了萃取體系對(duì)堿度的需求，進(jìn)而進(jìn)一步地提高了對(duì)Rb和Cs的萃取效果。
在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述復(fù)合萃取劑中包括苯酚類萃取劑、酸性萃取劑和中性有機(jī)物。由于上述優(yōu)選的復(fù)合萃取劑中包括更多種類的萃取劑，且萃取劑選自苯酚類萃取劑、酸性萃取劑和中性有機(jī)物，從而不僅能夠使復(fù)合萃取劑具有對(duì)Rb和Cs更大的分離系數(shù)，而且上述三種萃取劑的混合還能夠進(jìn)一步地降低萃取體系對(duì)堿度的需求，進(jìn)而提高了復(fù)合萃取劑對(duì)Rb和Cs的萃取效果。
在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中，更為優(yōu)選地，復(fù)合萃取劑中苯酚類萃取劑的重量百分比可以為0.1～60％，酸性萃取劑的重量百分比可以為0.01～40％，中性有機(jī)物的重量百分比可以為39～99％。將復(fù)合萃取劑中各組分的重量限定在上述優(yōu)選的范圍內(nèi)不僅能夠保證復(fù)合萃取劑具有對(duì)Rb和Cs較大的分離系數(shù)，且還能夠使復(fù)合萃取劑的萃取體系對(duì)堿度具有較低的需求，從而提高了復(fù)合萃取劑對(duì)Rb和Cs的萃取效果。
在本發(fā)明的上述復(fù)合萃取劑中，優(yōu)選地，復(fù)合萃取劑還包括烴類溶劑，烴類溶劑優(yōu)選為烷烴類有機(jī)溶劑和/或芳香烴類有機(jī)溶劑。上述烴類溶劑可以選自煤油、甲苯和二甲苯中的任一種或多種。上述烴類溶劑能夠進(jìn)一步提高復(fù)合萃取劑對(duì)Rb和Cs的分離系數(shù)，且進(jìn)一步降低復(fù)合萃取劑的萃取體系對(duì)堿度的需求，從而提高了復(fù)合萃取劑對(duì)Rb和Cs的萃取效果。
上述復(fù)合萃取劑可以包括苯酚類萃取劑、酸性萃取劑、中性有機(jī)物和烴類溶劑。優(yōu)選地，該復(fù)合萃取劑中苯酚類萃取劑的重量百分比為0.1～60％，酸性萃取劑的重量百分比為0.1～40％，中性有機(jī)物的重量百分比為20～60％，且烴類溶劑的重量百分比為19～59％。將復(fù)合萃取劑中各組分的重量限定在上述優(yōu)選的范圍內(nèi)不僅能夠保證復(fù)合萃取劑具有對(duì)Rb和Cs較大的分離系數(shù)，且還能夠使復(fù)合萃取劑的萃取體系對(duì)堿度具有較低的需求，從而提高了復(fù)合萃取劑對(duì)Rb和Cs的萃取效果。
下面將更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明提供的銣離子和銫離子的萃取方法的示例性實(shí)施方式。然而，這些示例性實(shí)施方式可以由多種不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實(shí)施方式是為了使得本申請(qǐng)的公開(kāi)徹底且完整，并且將這些示例性實(shí)施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。
首先，利用上述復(fù)合萃取劑對(duì)含銣離子和銫離子的混合溶液進(jìn)行第一萃取處理，得到第一有機(jī)相和第一萃余液，復(fù)合萃取劑包括酸性萃取劑和中性有機(jī)物中的至少一種組分與具有結(jié)構(gòu)式I的苯酚類萃取劑。采用上述第一萃取處理能夠使萃取之后的混合溶液形成含有銫離子的有機(jī)相和含有其它金屬離子的水相(萃余液)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)銫離子的初步萃取。
在上述第一萃取處理的步驟中，混合溶液可以為酸性溶液或堿性溶液，如混合溶液中可以含有SO42-離子、Cl-離子和/或NO3-離子。并且，上述混合溶液中除了包含有大量銫離子和 銣離子之外，還可以包含有其它種類的金屬離子，如當(dāng)上述混合溶液為鋰云母提取液時(shí)，混合溶液中還可以包含有大量鋰離子，通過(guò)第一萃取處理后，得到具有鋰離子的第一萃余液。在上述第一萃取處理的步驟之前，可以通過(guò)調(diào)整混合溶液的pH值，提高上述第一有機(jī)相中銫離子的含量和第一萃余液中銣離子的含量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)銫離子和銣離子的有效分離。優(yōu)選地，將混合溶液的pH值調(diào)至7～9。
在上述第一萃取處理的步驟中，優(yōu)選地，復(fù)合萃取劑與混合溶液的體積比為1：10～10:1；上述第一萃取處理的萃取時(shí)間為5～15min。采用上述優(yōu)選的萃取條件能夠使復(fù)合萃取劑將混合溶液中更多的銫離子萃取出來(lái)，從而通過(guò)對(duì)第一有機(jī)相進(jìn)行反萃取處理得到含有銫鹽的萃取液，有效地提高了銫離子的萃取效果。
在上述第一萃取處理的步驟中，萃取方法還可以包括制備復(fù)合萃取劑的過(guò)程。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，該制備復(fù)合萃取劑的過(guò)程包括：將苯酚類萃取劑與中性有機(jī)物混合形成預(yù)混液，然后將酸性萃取劑加入至預(yù)混液中，得到復(fù)合萃取劑；或?qū)⑺嵝暂腿┡c中性有機(jī)物混合形成預(yù)混液，然后將苯酚類萃取劑加入至預(yù)混液中，得到復(fù)合萃取劑；或?qū)⒅行杂袡C(jī)物分為第一中性有機(jī)物部分和第二中性有機(jī)物部分，將苯酚類萃取劑與第一中性有機(jī)物部分混合形成第一預(yù)混液，將酸性萃取劑與第二中性有機(jī)物部分混合形成第二預(yù)混液，將第一預(yù)混液和第二預(yù)混液混合，得到復(fù)合萃取劑，優(yōu)選第一中性有機(jī)物部分和第二中性有機(jī)物部分的體積比為1：10～10：1。在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中，先將苯酚類萃取劑和/或酸性萃取劑先與中性有機(jī)物混合，再將混合溶液與加入組分的萃取劑中，能夠有效地降低形成的復(fù)合萃取劑的黏度，使復(fù)合萃取劑的成分更為穩(wěn)定，從而能夠具有更好的萃取效果。
當(dāng)復(fù)合萃取劑還包括烴類溶劑時(shí)，優(yōu)選地，上述制備復(fù)合萃取劑的過(guò)程可以包括：將苯酚類萃取劑與烴類溶劑混合形成預(yù)混液，并將酸性萃取劑加入預(yù)混液中，以形成復(fù)合萃取劑；或?qū)⑺嵝暂腿┡c烴類溶劑混合形成預(yù)混液，并將苯酚類萃取劑加入預(yù)混液中，以形成復(fù)合萃取劑；或?qū)N類溶劑為第一烴類溶劑部分和第二烴類溶劑部分，將苯酚類萃取劑與第一烴類溶劑部分混合形成第一預(yù)混液，將酸性萃取劑與第二烴類溶劑部分混合形成第二預(yù)混液，將第一預(yù)混液和第二預(yù)混液混合，得到復(fù)合萃取劑。在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中，先將苯酚類萃取劑和/或酸性萃取劑先與烴類溶劑混合，再將混合溶液與加入組分的萃取劑中，能夠有效地降低形成的復(fù)合萃取劑的黏度，使復(fù)合萃取劑的成分更為穩(wěn)定，從而能夠具有更好的萃取效果。
制備復(fù)合萃取劑的過(guò)程并不局限于上述優(yōu)選的實(shí)施方式，當(dāng)復(fù)合萃取劑包括苯酚類萃取劑、酸性萃取劑、中性有機(jī)物和烴類溶劑時(shí)，上述制備方法還可以包括：將苯酚類萃取劑、烴類溶劑和中性有機(jī)物混合形成預(yù)混液，并將酸性萃取劑加入預(yù)混液中，以形成復(fù)合萃取劑；或?qū)⑺嵝暂腿?、烴類溶劑和中性有機(jī)物混合形成預(yù)混液，并將苯酚類萃取劑加入預(yù)混液中，以形成復(fù)合萃取劑；或?qū)⒅行杂袡C(jī)物分為第一中性有機(jī)物部分和第二中性有機(jī)物部分，將烴類溶劑分為第一烴類溶劑部分和第二烴類溶劑部分，將苯酚類萃取劑、第一中性有機(jī)物部分 和第一烴類溶劑部分混合形成第一預(yù)混液，將酸性萃取劑、第二中性有機(jī)物部分和第二烴類溶劑部分混合形成第二預(yù)混液，將第一預(yù)混液和第二預(yù)混液混合得到復(fù)合萃取劑。
在上述第一萃取處理的步驟之后，利用上述復(fù)合萃取劑對(duì)第一萃余液進(jìn)行第二萃取處理，得到第二有機(jī)相和第二萃余液。采用上述第二萃取處理能夠使上述第一萃余液形成含有銣離子的第二有機(jī)相和含有其它金屬離子的第二萃余液，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)銣離子的初步萃取。在上述第二萃取處理的步驟之前，可以通過(guò)調(diào)整第一萃余液的pH值，提高萃取得到的第二有機(jī)相中銣離子的含量，從而實(shí)現(xiàn)其它金屬離子中銣離子的有效分離。優(yōu)選地，將混合溶液的pH值調(diào)至9～11。通過(guò)上述處理過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)銫離子和銣離子的分離和萃取，銫離子和銣離子分別分離開(kāi)，銫離子和銣離子也跟其它金屬離子分離開(kāi)，并且銫離子和銣離子分別被萃取富集于第一有機(jī)相和第二有機(jī)相。并且，當(dāng)混合溶液為鋰云母提取液時(shí)，上述第一萃余液中含有大量鋰離子，通過(guò)第二萃取處理后，得到具有大量鋰離子的第二萃余液，可以通過(guò)對(duì)第二萃余液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到含有鋰鹽的固體化合物，或者可對(duì)第二萃余液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理后，加入碳酸銨沉淀劑以得到碳酸鋰沉淀。
在上述第二萃取處理的步驟中，可以根據(jù)本申請(qǐng)的上述教導(dǎo)對(duì)復(fù)合萃取劑進(jìn)行制備；并且，復(fù)合萃取劑與第一萃余液的體積比可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)定。優(yōu)選地，上述第二萃取處理的萃取時(shí)間為5～15min。采用上述優(yōu)選的萃取條件能夠使復(fù)合萃取劑將第一萃余液中更多的銣離子萃取出來(lái)，從而通過(guò)對(duì)上述第二有機(jī)相進(jìn)行反萃取處理得到含有銣鹽的萃取液，有效地提高了銣離子的萃取效果。
在上述第一萃取處理的步驟之后，利用反萃劑對(duì)第一有機(jī)相進(jìn)行反萃取處理，得到含有銫鹽的反萃取液；以及利用反萃劑對(duì)第二有機(jī)相進(jìn)行反萃處理，得到含有銣鹽的反萃取液。上述反萃劑主要起破壞有機(jī)相中被萃組分結(jié)構(gòu)的作用，使被萃組分生成易溶于水的化合物。還可以通過(guò)調(diào)節(jié)有機(jī)相與反萃取劑溶液的比例，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)銫離子和銣離子的進(jìn)一步富集，優(yōu)選所述反萃劑與所述第一有機(jī)相或所述反萃劑與第二有機(jī)相溶液的體積比為1：10～10:1。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)選擇所需的反萃劑，如H2SO4、HNO3、HCl等無(wú)機(jī)酸或NaOH、NH4OH、Na2CO3等無(wú)機(jī)堿，反萃取處理的時(shí)間和溫度可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選反萃取處理的萃取時(shí)間為5～15min。
在上述分別對(duì)第一有機(jī)相和第二有機(jī)相進(jìn)行反萃取處理的步驟之前，上述萃取方法還可以包括分別對(duì)上述第一有機(jī)相和上述第二有機(jī)相進(jìn)行洗滌處理的步驟。通過(guò)對(duì)上述第一有機(jī)相和上述第二有機(jī)相進(jìn)行洗滌處理，能夠去除掉在萃取步驟中進(jìn)入負(fù)載有機(jī)相中的鐵錳氯等影響電解金屬質(zhì)量的雜質(zhì)離子，以保證反萃取料液的純凈；并且，洗滌處理之后的洗液可以與新的混合溶液進(jìn)行混合，重新進(jìn)行萃取處理和反萃取處理。
在上述分別對(duì)第一有機(jī)相和第二有機(jī)相進(jìn)行反萃取處理的步驟之后，上述萃取方法還可以包括對(duì)含有銫鹽的萃取液和含有銣鹽的萃取液分別進(jìn)行蒸發(fā)、結(jié)晶，從而分別得到銣鹽和銫鹽的固體化合物產(chǎn)品，或者依次進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)、沉淀和過(guò)濾的步驟，從而分別得到銣鹽和銫鹽的沉淀物產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對(duì)銫離子和銣離子的進(jìn)一步富集。通過(guò)將上述含有銫鹽的萃取液 和含有銣鹽的萃取液的pH值調(diào)節(jié)至大于9的范圍內(nèi)進(jìn)行萃取，并通過(guò)對(duì)萃取液進(jìn)行沉淀和過(guò)濾，能夠有效地提高從萃取液中獲取銫鹽和銣鹽的效率。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)選擇沉淀-過(guò)濾步驟中所需的沉淀試劑，如(NH4)2CO3，且濾液能夠作為母液與新的混合溶液進(jìn)行混合，重新進(jìn)行萃取處理和反萃取處理。
下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明提供的銣離子和銫離子的萃取方法。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的銣離子和銫離子的萃取方法包括以下步驟：
首先，提供一種含123mg/L Cs離子、690mg/L Rb離子的硫酸鹽溶液作為混合溶液，其pH＝9.0，利用復(fù)合萃取劑對(duì)該混合溶液進(jìn)行第一萃取處理，復(fù)合萃取劑與混合溶液的體積比為1：11，室溫下萃取15min，得到第一有機(jī)相和第一萃余液；然后，再利用復(fù)合萃取劑對(duì)第一萃余液進(jìn)行第二萃取處理，復(fù)合萃取劑與混合溶液的體積比為1：1，萃取時(shí)間為20min，得到第二有機(jī)相和第二萃余液；最后，利用反萃劑H2SO4質(zhì)量濃度為10％的溶液對(duì)第一有機(jī)相進(jìn)行反萃處理，所用反萃劑與所述第一有機(jī)相的體積比為1：11，得到含有銫鹽的萃取液，并利用反萃劑H2SO4質(zhì)量濃度為10％的溶液對(duì)第二有機(jī)相進(jìn)行反萃處理，所用反萃劑與所述第二有機(jī)相溶液的體積比為1：11，得到含有銣鹽的萃取液。
其中，上述復(fù)合萃取劑包括酸性萃取劑和具有結(jié)構(gòu)式的苯酚類萃取劑，且上述結(jié)構(gòu)式中R1和R2均為丙基，酸性萃取劑為為二(2-乙基己基)磷酸，且苯酚類萃取劑與酸性萃取劑的摩爾比為1：0.05。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的萃取方法與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
苯酚類萃取劑與酸性萃取劑的摩爾比為1：0.1。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的萃取方法與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
復(fù)合萃取劑包括具有結(jié)構(gòu)式的苯酚類萃取劑和中性有機(jī)物，上述結(jié)構(gòu)式中R1和R2均為乙基，中性有機(jī)物為甲庚醇，且苯酚類萃取劑和中性有機(jī)物的摩爾比為1：0.5。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供的萃取方法與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
復(fù)合萃取劑包括具有結(jié)構(gòu)式的苯酚類萃取劑、酸性萃取劑和中性有機(jī)物，上述結(jié)構(gòu)式中R1和R2均為丁基，酸性萃取劑為為二(2-乙基己基)磷酸，中性有機(jī)物為甲庚醇，且苯酚類萃取劑與酸性萃取劑的摩爾比為1：0.1，中性有機(jī)物的重量百分比為35％。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供的萃取方法與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
復(fù)合萃取劑包括具有結(jié)構(gòu)式的苯酚類萃取劑、酸性萃取劑、中性有機(jī)物和芳香烴類有機(jī)溶劑，上述結(jié)構(gòu)式中R1和R2均為丙基，酸性萃取劑為為二(2-乙基己基)磷酸，中性有機(jī)物為甲庚醇，芳香烴類有機(jī)溶劑為二甲苯，且苯酚類萃取劑與酸性萃取劑的摩爾比為1：0.1，中性有機(jī)物的重量百分比為35％，芳香烴類有機(jī)溶劑的的重量百分比為35％。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
復(fù)合萃取劑與混合溶液的體積比為1：10，且萃取處理的萃取時(shí)間為15min。
實(shí)施例7
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
復(fù)合萃取劑與混合溶液的體積比為10:1，且萃取處理的萃取時(shí)間為5min。
實(shí)施例8
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
復(fù)合萃取劑與混合溶液的體積比為1:1，且萃取處理的萃取時(shí)間為10min。
實(shí)施例9
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
在第一萃取處理的步驟之前，將混合溶液的pH值調(diào)至7；
在第二萃取處理的步驟之前，將第一萃余液的pH值調(diào)至9。
實(shí)施例10
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
在第二萃取處理的步驟之前，將第一萃余液的pH值調(diào)至11。
實(shí)施例11
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
反萃劑與第一有機(jī)相的體積比為1：10，反萃劑與第二有機(jī)相的體積比為1：10，且反萃取處理的萃取時(shí)間為15min。
實(shí)施例12
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
反萃劑與第一有機(jī)相的體積比為10：1，反萃劑與第二有機(jī)相的體積比為10：1，且反萃取處理的萃取時(shí)間為5min。
實(shí)施例13
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
反萃劑與第一有機(jī)相的體積比為1：1，反萃劑與第二有機(jī)相的體積比為1：1，且反萃取處理的萃取時(shí)間為10min。
對(duì)比例1
本實(shí)施例提供的復(fù)合萃取劑與實(shí)施例1的區(qū)別在于：
復(fù)合萃取劑包括酸性萃取劑和芳香烴類有機(jī)溶劑，上述酸性萃取劑為為二(2-乙基己基)磷酸，芳香烴類有機(jī)溶劑為二甲苯，且酸性萃取劑和芳香烴類有機(jī)溶劑的重量比為2：3。
對(duì)上述實(shí)施例和對(duì)比例中的萃取液進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：
從上述測(cè)試結(jié)果可以看出，與對(duì)比例1中的萃取方法相比，采用本申請(qǐng)的萃取方法能夠獲得對(duì)Cs和Rb更高的萃取率，并且，復(fù)合萃取劑具有相比于組成復(fù)合萃取劑的任一種組分單獨(dú)使用時(shí)的效果之和更大的萃取率。
從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：
1、采用本申請(qǐng)的萃取方法，由于上述苯酚類萃取劑與酸性萃取劑和/或中性有機(jī)物能夠發(fā)生協(xié)同作用，從而使形成的復(fù)合萃取劑不僅具有對(duì)Rb和Cs較大的分離系數(shù)，且降低了萃取體系對(duì)堿度的需求，進(jìn)而提高了對(duì)Rb和Cs的萃取效果，使復(fù)合萃取劑具有相比于組成復(fù)合 萃取劑的任一種組分單獨(dú)使用時(shí)的效果之和更大的萃取率，對(duì)Cs的萃取率能夠達(dá)到80％以上，提高了對(duì)Cs的回收率；
2、本申請(qǐng)的萃取方法中不需要對(duì)含銣離子和銫離子的混合溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)而使其具有較大的堿度(pH值大于11)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Rb和Cs有效地萃取，從而不僅避免了由于高堿度易使萃取體系乳化而導(dǎo)致的分相困難，還避免了由于高堿度而導(dǎo)致的萃取劑和稀釋劑的流失，從而提高了Rb和Cs的萃取效率。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。