背景技術(shù)
氫氧化銫是制備各種銫鹽及金屬銫的基礎(chǔ)材料，由于其獨特的性能，在生物工程、催化劑行業(yè)、蓄電池等行業(yè)的應(yīng)用在日益增加?，F(xiàn)有生產(chǎn)氫氧化銫的方法是以銫榴石為原料，經(jīng)酸浸，沉礬，轉(zhuǎn)化得到硫酸銫溶液，再加入氫氧化鋇轉(zhuǎn)型成氫氧化銫溶液，再經(jīng)除雜濃縮得到氫氧化銫產(chǎn)品。該方法的不足之處是：1、生產(chǎn)中用于除雜的成本高，這因為在氫氧化銫的生產(chǎn)中會消耗大量的氫氧化鋇，同時為了保證硫酸根的完全脫除，氫氧化鋇的加入量過量很多，這就造成在后面的除雜過程中，要除鋇，同時由于氫氧化鋇的溶解度不大，除雜渣中包裹著未反應(yīng)完全的氫氧化鋇，同時溶液中還有部分游離的未反應(yīng)的鋇離子需加入碳酸根除去，所以除雜渣中含有氫氧化鋇和碳酸鋇，而這些渣為有毒有害物對環(huán)境有很大的破壞作用，必須進行處理成無害物才能外排，這些都增加了生產(chǎn)成本；2、產(chǎn)品的質(zhì)量不高，因為在氫氧化鋇中含有不少重金屬離子，這些重金屬離子影響著對產(chǎn)品質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有氫氧化銫的生產(chǎn)方法在使用中存在的上述不足，而提供一種生產(chǎn)氫氧化銫的新方法，它具有生產(chǎn)成本低、利于環(huán)保、質(zhì)量高的優(yōu)點。
通過下述技術(shù)方案可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，一種生產(chǎn)氫氧化銫的新方法，其特征在于包括以下生產(chǎn)流程：
步驟一、硫酸銫轉(zhuǎn)化液的凈化：在常溫下，將銫礬轉(zhuǎn)化生成的硫酸銫溶液加入至攪拌槽中，開啟攪拌，然后加入硫酸，調(diào)pH，將氫氧化鋁沉淀除去，然后將除完鋁的溶液泵入另一攪拌槽中，將溶液配成堿性除鎂，加入除鈣劑除鈣，得到硫酸銫凈液待用；
步驟二、銫從硫酸鹽體系中萃取分離：將步驟一中凈化好的硫酸銫溶液加入至萃取槽中，然后加入萃取劑，控制好物料的流量及物料的pH值，進行連續(xù)生產(chǎn)；
步驟三、萃取有機負載的反萃：將步驟二生成的有機負載用酸進行反萃，使銫從有機負載中進入到溶液，達到與雜質(zhì)的分離；
步驟四、銫反萃液的轉(zhuǎn)型：將銫反萃液泵入苛化反應(yīng)釜中，轉(zhuǎn)型為氫氧化銫溶液；
步驟五、轉(zhuǎn)型液的除雜：將步驟四轉(zhuǎn)型產(chǎn)生的固體雜質(zhì)從溶液中分離出來；
步驟六、氫氧化銫的濃縮：將步驟五生產(chǎn)的氫氧化銫溶液進行濃縮；
步驟七、氫氧化銫的結(jié)晶分離：將步驟六中濃縮好的氫氧化銫冷卻結(jié)晶，并分離得到氫氧化銫濕產(chǎn)品；
步驟八、氫氧化銫產(chǎn)品的烘干：將步驟七制得的氫氧化銫濕產(chǎn)品經(jīng)烘干得到氫氧化銫干產(chǎn)品。
其中，所述步驟一中pH調(diào)節(jié)試劑為硫酸、鹽酸、硝酸中的一種，除鋁pH調(diào)節(jié)范圍：4～9；除鎂pH調(diào)節(jié)范圍：7～14；除鈣劑碳酸鹽、硫酸鹽、氟化鹽中的一種或幾種；攪拌速度：10～80轉(zhuǎn)/分、反應(yīng)時間：10～45分鐘。
其中，所述步驟二中萃取劑為苯酚類萃取劑，萃取流量比：萃取劑：料液：洗水：反酸＝1～5：1：0.01～0.05：0.1～0.5；料液的pH值控制范圍：7～14。
其中，所述步驟三反萃用酸為鹽酸、硫酸、硝酸、碳酸中的一種。
其中，所述步驟四中銫反萃液的轉(zhuǎn)型采用添加堿性物質(zhì)，將銫反萃液轉(zhuǎn)化成氫氧化物體系，添加的堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣中的一種或幾種；反應(yīng)溫度：80℃～120℃，攪拌速度：10～80轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)時間：10～60分鐘。
其中，所述步驟五中的除雜過程是將步驟四中產(chǎn)生的固體雜質(zhì)從溶液中分離出來，采用的分離設(shè)備為離心機、沉降機、板框壓濾機、精密過濾器中的一種或幾種。
其中，所述步驟六將步驟五中除完雜的氫氧化銫溶液進行濃縮，濃縮終點以溫度控制，濃縮終點溫度控制：180℃～240℃。
其中，所述步驟七將步驟六中濃縮到終點的氫氧化銫放入帶攪拌的冷卻結(jié)晶槽中冷卻，控制攪拌速度：20～60轉(zhuǎn)/分；冷卻結(jié)晶終點溫度：0℃～50℃；采用的分離設(shè)備為離心機、沉降機、板框壓濾機、精密過濾器中的一種或幾種。
其中，所述步驟八將步驟七分離得到的氫氧化銫的濕產(chǎn)品移至合金盤中進行烘干，烘干溫度：200℃～250℃，烘干時間：12～24小時。
本發(fā)明的效果在于：1、生產(chǎn)成本大幅降低，這在于本發(fā)明是采用了新的方法來制備氫氧化銫，新方法的主要特點是通過萃取的方法將銫與別的金屬離子分開，再經(jīng)過化學(xué)的方法轉(zhuǎn)型生成氫氧化銫溶液，再經(jīng)濃縮，結(jié)晶分離，烘干達到制備合格氫氧化銫固體產(chǎn)品的目的。因為方法中使用的萃取劑不僅使用量少、價格便宜，而且可循環(huán)使用；其對比是，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)一噸氫氧化銫需消耗0.9375噸的八水氫氧化鋇，而本技術(shù)僅需0.167噸的氧化鈣，而氧化鈣的市場價格僅為氫氧化鋇的十分之一，所以，生產(chǎn)成本可大幅降低；2、利于環(huán)境保護，這在于通過本技術(shù)產(chǎn)生的渣為無毒無害的一般工業(yè)廢渣，主要成份為碳酸鈣及少量過量的氫氧化鈣，排出對環(huán)境沒有毒害影響；3、產(chǎn)品的質(zhì)量及純度提高，這在于重金屬離子鋇和鋅可以降至5ppm以下。
生產(chǎn)方法
將銫礬轉(zhuǎn)化后的硫酸銫溶液泵入除鋁槽中，開動攪拌，攪拌速度63轉(zhuǎn)/分，加入98％的濃硫酸，調(diào)pH值至7，保持30分鐘pH值不變后，通過精密壓濾，將產(chǎn)生的絮狀氫氧化鋁沉淀除去。濾液泵入除鈣鎂槽，開啟攪拌，攪拌速度63轉(zhuǎn)/分，加入氫氧化鈉，調(diào)pH值至12.5，保持該pH值下反應(yīng)30分鐘，再按溶液中經(jīng)檢測出的鈣的含量加入1.1倍的無水碳酸鈉，繼續(xù)反應(yīng)30分鐘。再壓濾行到硫酸銫凈液。往硫酸銫凈液中加入氫氧化鈉，調(diào)pH值至13。將調(diào)好pH值的硫酸銫溶液加入到萃取槽中，按萃取劑：料液：洗水：反酸＝3.5：1：0.015：0.2的比例通入萃取槽中。其中洗水為去離子水，反酸為二氧化碳水溶液，萃取劑為叔丁基－2－(a－甲芐基)苯酚(簡稱t-BAMBP)。通過萃取后，銫從硫酸銫轉(zhuǎn)變成碳酸銫溶液。將碳酸銫溶液泵入苛化反應(yīng)釜，開啟攪拌，控制攪拌速度為63轉(zhuǎn)/分，緩慢加入配制好的氫氧化鈣水溶液。將計算好的氫氧化鈣水溶液在45分鐘內(nèi)加完。打開蒸汽閥門加熱，加溫至95℃，并恒溫45分鐘?？粱蟮娜芤河冒蹇驂簽V，濾液即為氫氧化銫溶液，送入濃縮釜，濃縮溫度到220℃即為濃縮終點，將濃縮好的氫氧化銫熱溶液排入冷卻結(jié)晶槽，開啟結(jié)晶槽攪拌，控制攪拌速度20轉(zhuǎn)/分。待釜內(nèi)溫度降至室溫時用離心機分享，控制離心機轉(zhuǎn)速在960轉(zhuǎn)/分，分離時間20分鐘。取出氫氧化銫濕產(chǎn)品，用合金盤裝好，放入烘箱，控制烘干溫度240℃，烘干時間12小時。即得氫氧化銫產(chǎn)品。