伊跃军，谭秀民，张利珍，张永兴，张秀峰，马亚梦，李 琦

(1 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所, 河南 郑州 450006; 2 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心, 河南 郑州 450006)



t-BAMBP萃取分离铷钾技术的研究

伊跃军1,2，谭秀民1,2，张利珍1,2，张永兴1,2，张秀峰1,2，马亚梦1,2，李 琦1,2

(1 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所, 河南 郑州 450006; 2 国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心, 河南 郑州 450006)

以4-叔丁基-2-(α-甲苄基)酚(t-BAMBP)为萃取剂，从除钙净化母液中萃取分离铷、钾，考察了稀释剂种类、萃取时间、t-BAMBP 浓度、原料碱度、萃取相比等因素对铷、钾分离的影响。对比研究确定的较优工艺条件为：以t-BAMBP为萃取剂，磺化煤油为稀释剂，萃取剂浓度为1 mol/L，料液碱度为0.4 mol/L，相比(O/A)为2，萃取时间5 min，铷的萃取率可达90%，实现了铷钾分离。

t-BAMBP/磺化煤油萃取体系；铷；萃取

铷作为典型的分散元素，没有单独的工业矿床，常与锂、钾、铯等碱金属矿物共伴生，以固体形式主要存在于锂云母、铯镏石、锂铯云母、天河石等，液体形式存在于地热水、盐湖卤水及海水中[1-2]。提取铷的最终过程均在液相中进行，由于与碱金属元素钾、钠、锂共存共生且性质相似，给铷分离和提纯带来较大困难[3]。目前，溶剂萃取法由于其处理量大、反应速度快等优点在铷的分离提取中受到广泛研究[4-5]。常用萃取剂有冠醚、酚醇类试剂、二苦胺及其衍生物等[6-7]。酚醇类试剂中应用最多的是4-叔丁基-2-(α-甲苄基)酚(t-BAMBP),具有稳定性好、不易挥发、选择性强、易于反萃、毒性小等优点，而被广泛应用于铷、铯、钾的分离研究[8-10]。本文采用t-BAMBP作为萃取剂，对某天河石浸出后除钙净化液中铷、钾进行了分离研究。

1 实 验

1.1 原料、试剂和仪器

原料：某天河石浸出液除钙后净化液，其主要化学组成见表1。

表1 某净化液主要化学组成

试剂：4-叔丁基2(α-甲苄基) 酚(t-BAMBP，磺化煤油，D80溶剂油，二甲苯，环己烷，氢氧化钠。

仪器：HY-5型调速回旋振荡器，梨形分液漏斗。

1.2 实验方法

以氢氧化钠调节碱度的料液与萃取剂按照一定的相比置于分液漏斗中，在室温下振荡反应一定时间后静置，待两相分层清晰后取水相进行分析，测定萃余液中铷、钾的含量，负载有机相中的铷、钾含量采用差减法计算，进而计算铷、钾的萃取率及分离系数以铷、钾的萃取率和分离系数确定最优工艺条件。

2 试验结果与讨论

2.1 稀释剂种类的影响

在t-BAMBP萃取反应中，稀释剂在萃取过程中可以增加萃取剂的流动性，对萃取分离效果有重要影响。实验选择以D80溶剂油、二甲苯、环己烷和磺化煤油四种溶剂作为稀释进行试验，选择萃取条件为t-BAMBP浓度1.0 mol/L，料液的碱度1.0 mol/L，萃取相比O/A=3，萃取时间5 min，考察比较稀释剂对铷、钾的萃取率和分离系数的影响，试验结果见表2。

表2 稀释剂种类的影响

注：C(t-BAMBP)浓度1.0 mol/L，料液碱度1.0 mol/L，相比O/A=3，萃取时间5 min。

由表2可以看出，所选择的不同稀释剂与t-BAMBP组成的的萃取体系中，铷的单级萃取率ERb均在85%以上，分离系数βRb/K均大于12，因此上述所选稀释剂单从萃取率和分离系数均适合-BAMBP萃取体系。但是由于烷烃类、溶剂油类稀释剂，在后续水洗阶段会出现乳化现象，综合考虑，最终选择磺化煤油作为稀释剂。

2.2 萃取时间的影响

选择t-BAMBP 和磺化煤油的萃取体系，萃取条件选取t-BAMBP浓度为1.0 mol·L-1，料液碱度1.0 mol·L-1,萃取相比O/A=3，改变萃取时间，考察萃取时间对铷、钾的萃取率和分离系数的影响，其结果如图1所示。

图1 萃取时间对铷、钾萃取率和分离系数的影响

由图1中可以看出，在t-BAMBP 和磺化煤油萃取体系中，随着萃取时间的延长，铷和钾的萃取率基本保持不变，铷和钾的分离系数没有明显升高，萃取时间对铷、钾萃取率以及分离系数影响不大，延长萃取时间并不能提升萃取率和分离系数，表明铷钾的萃取过程在短时间内即可以达到平衡。为了保证萃取效果，综合考虑，选择萃取时间为5 min。

2.3 萃取剂t-BAMBP浓度的影响

在t-BAMBP 和磺化煤油的萃取体系中，萃取条件选取料液碱度为=1.0 mo·L-1，萃取相比O/A=3，萃取时间5 min， 改变萃取剂t-BAMBP 的浓度，试验考察其对铷、钾的萃取率和分离系数的影响，试验结果如图2所示。

图2 萃取剂浓度对铷、钾萃取率和分离系数的影响

由图2可以看出，在t-BAMBP 和磺化煤油的萃取体系中，随着萃取剂浓度的增加，铷和钾的萃取率均增大，分离系数βRb/K缓慢降低。当萃取剂浓度大于1.0 mol·L-1时，铷和钾的萃取率均又趋于平缓，继续增大萃取剂的浓度，铷的萃取率提高缓慢，而钾的萃取率呈现出显著的提高，不利于铷和钾萃取分离，综合考虑，选择萃取剂浓度为1 mol/L。

2.4 料液碱度的影响

在t-BAMBP 和磺化煤油的萃取体系中，选取萃取条件t-BAMBP 浓度为1.0 mo·L-1，萃取相比O/A=3，萃取时间5 min，采用氢氧化钠调节料液的碱度，考察料液碱度对铷、钾的萃取率和分离系数的影响，试验结果如图3所示。

图3 料液碱度对对铷、钾萃取率和分离系数的影响

由图3可以看出，在t-BAMBP 和磺化煤油的萃取体系中，随着萃取料液碱度的增大，钾和铷的萃取率均呈现出明显的增加，当料液碱度达到0.4 mol/L时，铷、钾的萃取率趋于平缓，表明萃取基本达到平衡，继续增大碱度对萃取率的影响不明显。

随着料液碱度的增加，铷和钾的分离系数先增加后降低，之后达到平衡，综合考虑，选择料液碱度为0.4 mol/L。

2.5 萃取相比的影响

在t-BAMBP 和磺化煤油的萃取体系中，选择萃取条件为萃取剂t-BAMBP浓度1.0 mol·L-1，料液碱度c(OH-)=0.40 mol·L-1，萃取时间为5 min，改变萃取相比(O/A)，考察萃取相比对铯、铷萃取率和分离系数的影响，试验结果如图4所示。

图4 萃取相比对对铷、钾萃取率和分离系数的影响

由图4可以看出，在t-BAMBP 和磺化煤油的萃取体系中，钾和铷的萃取率随着萃取相比的增大均呈现逐渐同步增大的趋势，铷和钾的分离系数随着萃取相比的增大先增大后趋于平缓，当相比O/A=2时，铷的萃取率可达到84.0% 以上，而此时钾的萃取率比较低，有助于铷和钾的分离。因此，综合考虑，选择萃取相比为O/A=2。

3 结 论

采用t-BAMBP为萃取剂，磺化煤油为稀释剂，对母液中的铷、钾进行了萃取分离的研究，确定了适宜的萃取工艺条件，对同类型含铷天河石矿浸出液中的铷、钾分离提供了技术参考。

[1] 曹冬梅,张雨山,高春娟,等.提铷技术研究进展[J].盐业与化工,2011,40(1):44-47.

[2] 王威,曹耀华,高照国,等.铷铯分离提取技术研究进展[J].矿产保护与利用,2013(4):54-58.

[3] 张利珍,谭秀民,张秀峰,等.提锂母液萃取分离铷铯研究[J].无机盐工业,2015,47(9):62-64.

[4] 杨少华,赖晓晖,王君,等.t-BAMBP萃取分离高钾钠卤水中的铷工艺研究[J].有色金属科学与工程,2015,6(5):17-21.

[5] 李瑞琴,刘成林. t-BAMBP 萃取法提取卤水中铷、铯及影响因素分析[J].盐业与化工,2014,43(1):17-19.

[6] 闫明,钟辉,张艳.卤水中分离提取铷、铯的研究进展[J].盐湖研究,2006,14(3):67-71 [7] 蒋育澄,岳涛,高世扬,等.重稀碱金属铷和铯的分离分析方法进展[J].稀有金属,2002,26(4): 299-303.

[8] 杨玲,王林生,赖华生,等.不同稀释剂中t-BAMBP 萃取铷铯的研究[J].稀有金属,2011,35(4)：627-632.

[9] 杨锦瑜,张倩,刘雪颖,等.从负载低浓度铷的t-BAMBP 有机相中反萃铷[J].稀有金属,2007,31(2):228-231.

[10]安莲英,宋晋,卢智,等. t-BAMBP 萃取分离高钾卤水中的铷[J].化工矿物与加工,2010(10)：14-17.

Separation of Rubidium and Potassium by Using t-BAMBP as Extractant*

YIYue-jun,TANXiu-min,ZHANGLi-zhen,ZHANGYong-xing,ZHANGXiu-feng,MAYa-meng,LIQi

(1 Zhengzhou Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources, CAGS, Henan Zhengzhou 450006;2 National Engineering Research Center for Utilization of Industrial Minerals, Henan Zhengzhou 450006, China)

The process of separating Rb and K from mother liquor after removing calcium was investigated by using 4-tbutyl-2(α-methylbenzy)phenol (t-BAMBP) as extractant. The effects of thinner, extraction time, alkalinity of material, concentration of t-BAMBP, extraction phase ratio and other related factors on the separation of Rb and K were investigated. The optimal conditions were as follows: t-BAMBP as extractant,sulfonated kerosene as thinner, concentration of 1.0 mol·L-1,c(OH-)=0.4 mol·L-1, extraction phase ratio of 2, extracting time of 5 min.The extraction rate of Rb was 90%,the separation of Rb and K was obtained.

t-BAMBP/sulfated kerosene system;rubidium; extraction

地质调查项目(DD20160073)。

伊跃军(1987-)，男，硕士，助理工程师，从事矿物冶金及盐湖卤水综合利用研究。

谭秀民(1979-)，男，博士，研究员，从事矿产资源综合利用。

TQ131.1

B

1001-9677(2016)021-0120-03