химический каталог




Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия

Автор В.E.Плющев, Б.Д.Степин

охлаждают для кристаллизации 2-го искусственного карналлита, выход которого составляет около 10% от массы 1-го искусственного карналлита.

Состав 2-го искусственного карналлита следующий [245] (вее.%):

RbCl........1,5 NaCl........12,0

КС!........38,5 MgS04.......0,2

MgCl2.......17,6 Н20 ........ 30,2

* Содержащийся в карналлите таллий коицентрируетвя в шламах и выводится из процесса.

294

Для наиболее полного выделения хлорида рубидия из такого сложного по составу твердого раствора необходима еще одна стадия обогащения карналлита, которую проводят следующим образом: 2-ой искусственный карналлит растворяют при непрерывном перемешивании в воде при 60—70° С до получения насыщенного раствора. Выделившийся после охлаждения раствора КО отфильтровывают (если во взятой пробе рубидий спектрально еще не обнаружен), а в нагретом до кипения маточном растворе растворяют новые порции 2-го искусственного карналлита до насыщения. Раствор опять охлаждают, выпавший хлорид калия отделяют, а в нагретом маточном растворе растворяют новые порции 2-го искусственного карналлита до тех пор, пока плотность раствора не станет равной 1,26 г/см3. При охлаждении такого раствора кристаллизуется хлорид натрия, который отделяют, а фильтрат упаривают до плотности 1,275 г/см3, при этом выделяется смесь хлоридов калия и натрия. После удаления осадка и охлаждения раствора кристаллизуется 3-й искусственный карналлит с выходом, равным 11% от взятого количества 2-го искусственного карналлита.

Состав 3-го искусственного карналлита следующий (вес.%):

RbCl *..... 9,5 MgCl2...... 22,0

NH4C1..... 3,9 MgS04..... 0,4

KCl....... 22,5 H20 ....... 36,2

NaCl...... 5,5

* Указанное количество хлорида рубидия включает и хлорид цезия, определить который в то время не представлялось возможным.

Обращает на себя внимание значительное содержание хлорида аммония, постепенно накапливающегося в виде конгруэнтно растворимого аммонийного карналлита вместе с рубидиевым и цезие-Вым карналлитами. Для переработки 3-го искусственного карналлита на соли рубидия и цезия В. Файт и К. Кубиршский проверили гексахлорстаннатный и квасцовый методы и нашли, что последний более пригоден для использования в промышленных условиях [251].

Предложенный исследователями [251] способ фракционированной кристаллизации квасцов с целью получения рубидиево-цезие-вого концентрата заключается в следующем: 3-й искусственный карналлит растворяют при нагревании в воде, полученный раствор отфильтровывают от нерастворимого остатка, а фильтрат смешивают с водным раствором сульфата алюминия и охлаждают до 20°С. Выпавшие алюмокалиевые квасцы, обогащенные рубидием, Цезием и аммонием, отфильтровывают, снова растворяют в горячей воде (на 1 кг квасцов требуется 1,5 л воды), охлаждают до 40° С и выделившиеся кристаллы квасцов отделяют. Эта операция повторяется три — четыре раза, после чего квасцы растворяют в воде в соотношении 1 : 1 по массе и раствор охлаждают уже до 5° С. Последнюю операцию повторяют до исчезновения в спектра

295

квасцов линии калия (обычно производится три—четыре кристаллизации). Маточные растворы от каждой кристаллизации используют для растворения квасцов на предыдущей стадии.

Для получения хлорида цезия рубидиево-цезиевые квасцы растворяют при нагревании в однократном по массе количестве воды и раствор при непрерывном перемешивании охлаждают до 80° С. Выделившиеся квасцы отфильтровывают и еще один раз перекри-сталлнзовывают, третья кристаллизация квасцов осуществляется охлаждением продукционных растворов уже до 60° С [251].

Квасцы от последней перекристаллизации растворяют в соляной кислоте и обрабатывают солянокислым раствором SbCl3. Из 4 кг рубндиево-цезиевых квасцов таким способом получают около 13 г Cs3[Sb2Cl9], свободного от примеси рубидия. О дальнейшей переработке комплексной соли на хлорид цезия В. Файт и К- Ку-биршский ничего не сообщают.

Для получения карбоната рубидия рубидиево-цезиевые квасцы растворяют при нагревании в воде и обрабатывают окисью кальция, взятой в избытке против стехиометрического количества:

RbAl(S04)2 + 2СаО + Н20 = RbOH + АЮ(ОН) + 2CaS04

Осадок гипса и метагидроокиси алюминия отфильтровывают и промывают горячей водой. Промывные воды используют для растворения квасцов, а первый фильтрат нейтрализуют серной кислотой и упаривают досуха. Сухой остаток (Rb, Cs)HS04 растворяют в воде и обрабатывают водным раствором гидротартрата натрия; осадок гидротартрата рубидия * дважды перекристалли-зовывают из воды и прокаливанием переводят в карбонат рубидия:

2RbHC4H4Oe = Rb2C03 + 5С + 2С02 + 5Н20

Маточный раствор с операции осаждения RbHC4H406 обрабатывают солянокислым раствором SnCl4 для выделения (Cs, Rb)2[SnCl6], который отфильтровывают и промывают соляной кислотой. Затем гексахлорстаннат цезия растворяют в соляной кислоте и разлагают сероводородом, осаждающим сульфид олова. Осадок Sn02 отфильтровывают, а в фильтрат для выделения цезия в виде Cs3[Sb2Cl9] добавляют солянокислый раствор SbCl3.

Свой метод В. Файт и К. Кубиршский реализовали в 1891— 1892 г. на калийных заводах в Леопольдсгалле и Ашерслебене

* Гидротартраты рубидия и цезия МеНС4Н4Ов — бесцветные иглообразные анизотропные кристаллы, относящиеся к орторомбической сингонии, обладающие сильным двойным отрицательным лучепреломлением и изоморфные с гидротарт-ратами таллия, калия и аммония. Соединения устойчивы только до 100° С, выше этой температуры они подвергаются разложению с образованием при 500—600° С соответствующих карбонатов. Гидротартраты рубидия и цезия — наименее растворимые соли винных кислот. Растворимость гидротартратов калия, рубидия и цезия (г на 100 г воды) составляет при 25° С соответственно 0,645; 1,18 и 9,66; а при 100° С —6,96; 11,78 и 98,0 [230].

296

(Германия), где ими было получено более 1 ? рубидиевых квасцов. Однако из-за отсутствия спроса на соединения рубидия производство квасцов вскоре было прекращено.

Метод В. Файта и К. Кубиршского обладал рядом существенных недостатков: большой трудоемкостью, значительными потерями рубидия и цезия на различных стадиях переработки карналлита, повышенным расходом различных вспомогательных реактивов и недостаточной степенью очистки основного компонента от примесей в отдельных технологических операциях (например, в операции разделения рубидия и цезия путем кристаллизации их гидротартратов).

Метод Г. Яндера и Ф. Буша

В 1929 г. Г. Яндером и его сотрудниками [252, 253] был предложен новый метод переработки карналлитов, значительно упростивший весь технологический процесс (рис. 26).

По этому методу 1-й искусственный карналлит растворяют в кипящей воде до получения раствора плотностью 1,30 г/см3; выделившийся осадок хлорида калия отфильтровывают от горячего раствора и промывают сначала горячей, а затем холодной водой. Объединенные фильтраты упаривают до начала кристаллизации и охлаждают. Выпавшие кристаллы 2-го искусственного карналлита отфильтровы&ают, растворяют при нагревании в воде и к полученному горячему раствору добавляют концентрированную соляную кислоту для отделения малорастворимых хлоридов калия и натрия [257]. После охлаждения раствора осадок NaCl и КС1 с примесью RbCl отфильтровывают, фильтрат нагревают до 60— 70° С и при непрерывном перемешивании обрабатывают порциями раствора кремнемолибдата натрия до окрашивания жидкости над выделившимся осадком кремнемолибдатов рубидия и цезия в желтый цвет [252—256].

Для приготовления осадителя — раствора кремнемолибдата натрия гидроокись натрия растворяют в воде и в доведенный до кипения раствор добавляют порциями в течение 10—15 мин техническую трехокись молибдена, не содержащую солей аммония. После растворения Мо03 нагревание раствора прекращают и в раствор вливают холодную воду, а затем при сильном перемешивании быстро вводят азотную кислоту (плотность 1,19 г/см3). Тотчас же приливают раствор силиката натрия (Na2Si03 · 9Н20 в 2 н. растворе NaOH), предварительно прокипяченного для превращения полисиликатов в моносиликаты. Полученный таким способом раствор кремнемолибдата натрия ярко-желтого цвета декантируют от механических примесей и упаривают при 90—100° С ?252, 253].

Осадок кремнемолибдатов рубидия и цезия после охлаждения раствора отфильтровывают и обрабатывают 2 н. соляной кислотой при непрерывном перемешивании для удаления адсорбированных

297

примесей Установлено, что неотмытый осадок после разложения дает 64%-ный хлорид рубидия, а промытый соляной кислотой — 82%-ный продукт. После отстаивания желтую промывную.

/ й искусственный карналлит (1т/

? 20(Э5чл)

Промывка горячей (62л) и холодной (23л) водой

Растворение и охлаждение

Отходы —

Н20(«4?л) 1-

НСК'Шл) J

Промывка нс1

М.Р.

Фильтрование

\2-й \АХ(350«>)

Фильтрование

фм.Р.цП.В

Упаривание и охлаждение

Растворение и охлаждение

КС!, NaCl " (200кг)

КС! ; NaCl (10,7 КЗ)

Фильтрование

|м ? '??!—\0содитель(вв,!л'1

HCl (отход)

NH4N03

HCl

Фильтрование ?Jm.P, (??-Rb

Осаждение KM-Fb

Ba(OH)2

Вакуум-рушКй

KM-Rb

Осаж'дение KM-NH4

Упаривание

(10,6 ка)

Разложение \

-СО,

фильтрование

Фильтрование

(м.Р.

(отход)

нс1 ^газ;

170-89%-ный хлорид рубидия (0,в3ке)

?

Na

!??а

Растворение и осаждение 1-й фракции

. НС1 (1,57-3,2л)

• СаНдОН^л)

Разложение BaM0O4iBaSi03

I Разложение

М003'2НС1

S102

(отход)

ВаСОя (отход)

Фильтрование I М.Р.

кС1(/5(7з) FbCl(50aJ

RbCl 115Ba) KC1 (7ffa)

RbCl (82a)

KCi /гог}

?Осаждение 2-й фракции JM.t>.

Осаждение

3-й фракции

с2н6он

HCi

(регенерация)

Выпаривание, растворение и ооаждение

Разложение

?

CS,rSb,Clql г—--

j JL z_SA-i Фильтрование

( 2,3 г)

-С2Иъ0Н(11,вл)

-С2Н5ОН(',97л)

HCl (0,79л) 20%-ный раствор SbCl3 (0,2л)

М.Р.

SbCh

csci(/,753;

Рнс. 26. Технологическая схема переработки карналлита, предложенная Г. Яндером, путем осаждения кремнемолибдатов рубидия и цезия [252, 253]. (KM-Rb КМ-\Н4-кремнемол::бдаты рубидия и аммония; остальные обозначения те же,

что на рис. 25).

жидко

страница 74
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Скачать книгу "Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия" (3.51Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
споры с таможней
купить сантехнику хансгрохе в москве
кружка фарфоровая
topvex fr11el-r-cav

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.01.2017)