本技術(shù)屬于濕法冶金，具體涉及一種利用溴代酚類(lèi)萃取劑從提鋰尾液中分離銣銫的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鋰資源的需求量不斷增加。與此同時(shí)，鋰云母礦提鋰制備碳酸鋰已成為主流工藝之一。鋰云母礦提鋰后的母液中含有豐富的銣（rb）、銫（cs）、鉀（k）、鈉（na）等元素。鑒于堿金屬銣和銫具備優(yōu)異的光電性和導(dǎo)電性，它們?cè)诒姸喔呖萍碱I(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。因此，從提鋰尾液中回收銣和銫等貴金屬具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。

2、目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)銣和銫及其化合物的實(shí)驗(yàn)室制取方法已經(jīng)從最初的分步結(jié)晶分離法發(fā)展到了現(xiàn)在的離子交換法、溶劑萃取法、沉淀法等從礦產(chǎn)資源和廢液中分離提純銣銫的方法。在這些方法中，溶劑萃取法因其高效的分離能力和較高的選擇性而受到青睞。常用的萃取劑包括冠醚、酚醇類(lèi)、二苦胺及其衍生物等。其中，酚醇類(lèi)和冠醚類(lèi)萃取劑應(yīng)用最廣，而酚醇類(lèi)萃取劑中應(yīng)用最多的是4-叔丁基-2-(α-甲基芐基)苯酚(t-bambp)，t-bambp作為一種弱酸性取代苯酚，在酚醇類(lèi)萃取劑中表現(xiàn)出較高的萃取效率和選擇性。

3、盡管這些萃取劑在一定程度上提高了銣和銫的分離效果，但由于銣、銫與鉀屬于同一主族元素，它們之間具有十分相似的物理和化學(xué)性質(zhì)，這使得在分離提純過(guò)程中存在分離選擇性較低的問(wèn)題。此外，銣和銫作為分散元素，在自然界中通常與其他金屬元素如鉀元素共存，進(jìn)一步增加了分離提純的難度?，F(xiàn)有的萃取技術(shù)雖然能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)銣和銫的分離，但在處理復(fù)雜體系中的分離效率和選擇性方面仍存在不足，尤其是在處理提鋰尾液這類(lèi)復(fù)雜體系時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的局限性尤為突出。

4、因此，亟需研發(fā)一種新型的萃取方法，能夠提高對(duì)銣和銫的選擇性，增強(qiáng)銣銫分離提純能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本技術(shù)提供了一種利用溴代酚類(lèi)萃取劑從提鋰尾液中分離銣銫的方法，能夠提高對(duì)銣和銫的選擇性，增強(qiáng)銣銫分離提純能力。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種利用溴代酚類(lèi)萃取劑從提鋰尾液中分離銣銫的方法，包括以下步驟：

3、步驟s1、將苯乙烯和溴代苯酚混合，加入催化劑進(jìn)行反應(yīng)，制得溴代酚類(lèi)萃取劑；

4、步驟s2、將所述溴代酚類(lèi)萃取劑和稀釋劑混合，制得有機(jī)相；

5、步驟s3、將含銣銫堿金屬提鋰尾液的ph調(diào)節(jié)至12~14，使用所述有機(jī)相進(jìn)行多級(jí)逆流萃取銫，得到富銫有機(jī)相和富鉀銣的萃余液；依次對(duì)所述富銫有機(jī)相進(jìn)行洗滌和反萃，制得富銫溶液；

6、步驟s4、將所述富鉀銣的萃余液的ph調(diào)節(jié)至12~14，使用所述有機(jī)相進(jìn)行多級(jí)逆流萃取銣，制得富銣有機(jī)相和富鉀萃余液，回收所述富鉀萃余液；依次對(duì)所述富銣有機(jī)相進(jìn)行洗滌和反萃，制得富銣溶液。

7、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)提出的利用溴代酚類(lèi)萃取劑從提鋰尾液中分離銣銫的方法，提高了對(duì)銣和銫的選擇性，并增強(qiáng)了銣銫的分離提純能力。本技術(shù)以苯乙烯和溴代苯酚為原料合成溴代酚類(lèi)新型萃取劑，相比于傳統(tǒng)酚類(lèi)萃取劑，酚羥基的對(duì)位烷基鏈被吸電子的溴取代，減小了空間位阻，使得銣、銫離子更容易與萃取劑結(jié)合，并且，溴原子作為吸電子基團(tuán)，可以增強(qiáng)萃取劑分子的極性，從而增強(qiáng)與銣、銫離子之間的靜電吸引力，大幅度提高了對(duì)銣銫的分離提純能力。

8、本技術(shù)步驟s1合成了具有高選擇性的溴代酚類(lèi)萃取劑，為后續(xù)的分離步驟提供有效的試劑。步驟s2將溴代酚類(lèi)萃取劑與稀釋劑混合，制備成有機(jī)相，便于后續(xù)的萃取操作。步驟s3調(diào)節(jié)ph值和使用有機(jī)相進(jìn)行多級(jí)逆流萃取，由于銫的有機(jī)萃合物穩(wěn)定性高于銣，因此銫優(yōu)先與有機(jī)相中的萃取劑形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，并轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，經(jīng)過(guò)多級(jí)逆流萃取，提高了分離效率，實(shí)現(xiàn)了銫的高效分離。步驟s4通過(guò)調(diào)節(jié)ph值和使用有機(jī)相進(jìn)行多級(jí)逆流萃取，由于銣的有機(jī)萃合物穩(wěn)定性高于鉀，因此銣優(yōu)先與有機(jī)相中的萃取劑形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，并轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，實(shí)現(xiàn)銣的高效分離。

9、本技術(shù)利用溴代酚類(lèi)萃取劑，可以更有效地從復(fù)雜的提鋰尾液中分離銣和銫，提高了分離效率。本技術(shù)還采用了多級(jí)逆流萃取、洗滌和反萃工藝，流程簡(jiǎn)單易行，易于工業(yè)化應(yīng)用。并且，萃取劑可循環(huán)使用，減少了化學(xué)品消耗和廢棄物產(chǎn)生，降低了對(duì)環(huán)境的影響。

10、可選的，所述步驟s1中，所述苯乙烯和所述溴代苯酚的摩爾比為1:1~3:1；所述溴代苯酚包括4-溴代苯酚、三溴苯酚中的至少一種；所述催化劑為濃磷酸，所述濃磷酸中磷酸的質(zhì)量濃度大于或等于85%；反應(yīng)的溫度為80~160℃，時(shí)間為2~4h。

11、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)的苯乙烯和溴代苯酚采用特定的摩爾比，能夠確保反應(yīng)的完全進(jìn)行，避免原料的浪費(fèi)，并且保證最終合成的溴代酚類(lèi)萃取劑具有預(yù)期的選擇性和純度，從而提高銣和銫的萃取效率。

12、本技術(shù)苯乙烯和溴代苯酚特定的反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間，能夠確保反應(yīng)活性，同時(shí)避免副反應(yīng)的發(fā)生，或是破壞產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。

13、可選的，所述步驟s2中，所述稀釋劑選自正辛烷、二乙苯、磺化煤油、d80溶劑油、石油醚中的至少一種；所述溴代酚類(lèi)萃取劑和所述稀釋劑的體積比為0.5:1~1:1。

14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)的稀釋劑能夠很好地溶解溴代酚類(lèi)萃取劑，確保萃取劑在有機(jī)相中的均勻分布，從而提高萃取效率。并且這些稀釋劑在萃取過(guò)程中相對(duì)穩(wěn)定，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠保證萃取劑的活性。

15、本技術(shù)溴代酚類(lèi)萃取劑和稀釋劑的體積比可以確保在萃取過(guò)程中有機(jī)相的穩(wěn)定性和萃取劑的有效利用，提高銣和銫的分離效率。

16、可選的，所述步驟s3中，多級(jí)逆流萃取銫的萃取級(jí)數(shù)為5~11級(jí)，兩相接觸時(shí)間為5~12min，萃取溫度為16~35℃，相比為1:8~8:1。

17、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)的步驟s3通過(guò)多級(jí)逆流可以多次接觸水相和有機(jī)相，從而增加銫離子從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相的機(jī)會(huì)。隨著級(jí)數(shù)的增加，銫的分離效果更好。本技術(shù)兩相接觸時(shí)間決定了銫離子與萃取劑接觸的時(shí)間，足夠長(zhǎng)的接觸時(shí)間可以確保銫有足夠的時(shí)間形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，同時(shí)又不會(huì)過(guò)度延長(zhǎng)處理周期，提高分離效率。

18、可選的，所述步驟s3中，富銫有機(jī)相的洗滌為多級(jí)逆流洗滌，洗滌級(jí)數(shù)為2~6級(jí)，兩相接觸時(shí)間為3~9min，洗滌溫度為20~40℃，相比為1:5~5:1。

19、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)步驟s3的多級(jí)逆流洗滌能夠有效去除在萃取過(guò)程中可能帶入的雜質(zhì)，確保最終得到的富銫溶液具有較高的純度。

20、可選的，所述步驟s3中，富銫有機(jī)相的反萃為多級(jí)逆流反萃，反萃級(jí)數(shù)為3~7級(jí)，兩相接觸時(shí)間為3~9min，洗滌溫度為20~40℃，相比為1:4~4:1。

21、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)步驟s3的多級(jí)逆流反萃可以更徹底地將銫從有機(jī)相轉(zhuǎn)移到水相中，確保有機(jī)相中的銫被有效地解吸，增強(qiáng)銫分離提純的整體效果。

22、可選的，所述步驟s4中，多級(jí)逆流萃取銣的萃取級(jí)數(shù)為5~11級(jí)，兩相接觸時(shí)間為5~12min，萃取溫度為16~35℃，相比為1:8~8:1。

23、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)步驟s4的多級(jí)逆流萃取能夠確保銣離子的高效分離，提高銣的選擇性，增強(qiáng)銣的分離提純能力。

24、可選的，所述步驟s4中，富銣有機(jī)相的洗滌為多級(jí)逆流洗滌，洗滌級(jí)數(shù)為2~6級(jí)，兩相接觸時(shí)間為3~9min，洗滌溫度為20~40℃，相比為1:5~5:1；

25、富銣有機(jī)相的反萃為多級(jí)逆流反萃，反萃級(jí)數(shù)為3~7級(jí)，兩相接觸時(shí)間為3~9min，洗滌溫度為20~40℃，相比為1:4~4:1。

26、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)步驟s4的多級(jí)逆流洗滌能夠更徹底地去除在萃取過(guò)程中可能帶入的雜質(zhì)。同時(shí)，特定的洗滌溫度既能保證雜質(zhì)的遷移速度，又能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本技術(shù)步驟s4的多級(jí)逆流反萃可以確保銣有足夠多的機(jī)會(huì)被解吸，提高反萃效率。

27、可選的，所述步驟s3、步驟s4中的洗滌為純水洗滌；

28、所述步驟s3、步驟s4中的所述反萃所用反萃劑獨(dú)立地選自硫酸、鹽酸、硝酸中的至少一種；所述反萃劑的濃度為0.1~5mol/l。

29、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)采用純水洗滌能夠有效去除有機(jī)相中可能存在的雜質(zhì)，而不引入新的雜質(zhì)，從而保證最終產(chǎn)品的純度。本技術(shù)的反萃劑及其濃度范圍，能夠適應(yīng)不同的解吸需求，確保解吸效果的同時(shí)，減少不必要的資源消耗。

30、可選的，銫萃取率≥90%，銣萃取率≥48%。

31、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本技術(shù)利用溴代酚類(lèi)萃取劑從提鋰尾液中分離銣銫的方法，能夠有效提高銣銫的選擇性，增強(qiáng)銣銫的分離提純能力，使得銫萃取率≥90%，銣萃取率≥48%。

32、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

33、1.?本技術(shù)以苯乙烯和溴代苯酚為原料合成溴代酚類(lèi)新型萃取劑，相比于傳統(tǒng)酚類(lèi)萃取劑，酚羥基的對(duì)位烷基鏈被吸電子的溴取代，減小了空間位阻，使得銣、銫離子更容易與萃取劑結(jié)合，大幅度提高了銣銫的分離效率。

34、2.?本技術(shù)采用了多級(jí)逆流萃取、洗滌和反萃工藝，流程簡(jiǎn)單易行，易于工業(yè)化應(yīng)用。并且，萃取劑可循環(huán)使用，減少了化學(xué)品消耗和廢棄物產(chǎn)生，降低了對(duì)環(huán)境的影響。

35、具體實(shí)施方式

36、為了使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本技術(shù)，并不用于限定本技術(shù)。

37、本技術(shù)的發(fā)明人在銣和銫的分離研究中發(fā)現(xiàn)：銣、銫與鉀之間具有十分相似的物理和化學(xué)性質(zhì)，使得在分離提純過(guò)程中，銣、銫的分離選擇性較低。此外，銣和銫作為分散元素，在自然界中通常與其他金屬元素如鉀元素共存，進(jìn)一步增加了分離提純的難度?，F(xiàn)有的萃取技術(shù)雖然能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)銣和銫的分離，但在處理提鋰尾液這類(lèi)復(fù)雜體系時(shí)，存在銣銫的分離選擇性較低，分離提純能力較差的問(wèn)題。

38、為了解決上述問(wèn)題，本技術(shù)提出了一種利用溴代酚類(lèi)萃取劑從提鋰尾液中分離銣銫的方法，包括以下步驟：

39、步驟s1、將苯乙烯和溴代苯酚混合，加入催化劑進(jìn)行反應(yīng)，制得溴代酚類(lèi)萃取劑；

40、步驟s2、將所述溴代酚類(lèi)萃取劑和稀釋劑混合，制得有機(jī)相；

41、步驟s3、將含銣銫堿金屬提鋰尾液的ph調(diào)節(jié)至12~14，使用所述有機(jī)相進(jìn)行多級(jí)逆流萃取銫，得到富銫有機(jī)相和富鉀銣的萃余液；依次對(duì)所述富銫有機(jī)相進(jìn)行洗滌和反萃，制得富銫溶液；

42、步驟s4、將所述富鉀銣的萃余液的ph調(diào)節(jié)至12~14，使用所述有機(jī)相進(jìn)行多級(jí)逆流萃取銣，制得富銣有機(jī)相和富鉀萃余液，回收所述富鉀萃余液；依次對(duì)所述富銣有機(jī)相進(jìn)行洗滌和反萃，制得富銣溶液。

43、下面結(jié)合以下具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)的方案進(jìn)行說(shuō)明。如無(wú)特殊說(shuō)明，以下實(shí)施例所用原料均來(lái)自普通市售產(chǎn)品，所用裝置或設(shè)備均購(gòu)自常規(guī)市面銷(xiāo)售渠道。