[LT] Išradimas siejamas su didelio tankio cezio ir rubidžio druskų tirpalo gavimo būdu. pagal išradimą nekalcinuotą polucitą ir/arba kalcinuotą lepidolitą sumala iki <0,1 mm dalelių dydžio. tada hidrotermiškai tirpina nuo vienos iki trijų valandų 200-280 °C temperatūroje, 20-40 barų slėgyje su Ca(OH)2, esant suspensijos tankiui nuo 4 iki 15 svorio % bei SiO:CaO moliniam santykiui >=1:2, netirpias kietas medžiagas nufiltruoja ir perplauna, kalcį ir liyį pašalina iš filtrato, perleidę per tirpalą snglies dioksido dujas ir nufiltravę iškritusį karbonatą, likusį tirpalą koncentruoja, ir pridėję rūgšties arba rūgšties anhidrido iki pH reikšmės apie 6, gauna cazio ir rubidžio druskas, o po tirpinimo atskirą filtratą apdoroja hidrotermiškai daugelį kartų.
[EN]
[0001] Šis išradimas siejamas su didelio tankio cezio ir rubidžio druskų tirpalų, (t.y. tokių tirpalų, kurių tankis yra nuo 1,6 iki 3,3 g/cm3) gavimo būdu, hidro-termiškai tirpinant cezio ir rubidžio turinčius mineralus .
[0002] Žurnale " Cvetnyjie metally" (tarybinis spalvotųjų meta-lų žurnalas) t. II, Nr.5, p. 57-59 aprašytas polucito ir spodumento koncentrato hidroterminio tirpinimo bū-das, naudojamas cezio karbonatui gauti. Pagal ši, būdą kalcinuotus mineralus tirpina hidrotermiškai 4 valandas su vandeniniu Ca(OH)2 tirpalu 220°C temperatūroje 20 at-mosferų slėgyje, o optimalios tirpinimo sąlygos yra 3 moliai Ca(OH)2 vienam moliui Si02. Taip iš mineralo galima išgauti 88,3% jame esančio cezio, o perkris-talinant aliuminio-cezio alūną, gauti daugiau kaip 99% grynumo cezio druską. Be to, Chemical Abstracts refe-rate 79/4949v (1973) aprašytas Cs2C03 apdorojimo būdas, pagal kuri, karbonatas reaguoja vandenyje su skruzdžių rūgštimi.
[0003] Šio išradimo tikslas - pateikti nebrangų didelio tankio cezio ir rubidžio druskų tirpalų (t.y. tokių tirpalų, kurių tankis yra nuo 1,6 iki 3,3 g/cm3) gavimo būdą, kuris leistų gerai išimti mineraluose esanti cezi, ir rubidi.
[0004] Pagal išradimą šis tikslas pasiekiamas taip: nekal-cinuotą polucitą ir/arba kalcinuotą lepidolitą sumala iki < 0,1 mm dalelių dydžio, tada hidrotermiškai tirpina nuo vienos iki trijų valandų 200-280°C tempera-tūroje, 20-40 barų slėgyje su Ca(OH)2, esant suspensijos tankiui nuo 4 iki 15 svorio % bei Si02:Ca0 moliniam santykiui >= 1:2, netirpias kietas medžiagas nufiltruoja ir perplauna, kalci, ir liti pašalina iš filtrato, paleidę per tirpalą anglies dioksido dujas ir nufiltravę iškritusi karbonatą, likusi tirpalą koncentruoja, ir pridėję rūgšties arba rūgšties anhidrido iki pH reikšmės apie 6, gauna cezio ir rubidžio druskas, o po tirpinimo atskirtą filtratą apdoroja hidrotermiškai daugeli, kartų. Suspensijos tankis nustatomas kaip polucito arba lepidolito bei neištirpusio CaO arba Ca(OH)2 koncentracij a.
[0005] Visai netikėtai, jei filtratą, gautą atskyrus netirpias kietas medžiagas, ne mažiau kaip tris kartus apdoroja hidrotermiškai, iš nekalcinuoto polucito ir/arba kalcinuoto lepidolito, sumalto iki < 0,1 mm dalelių dydžio ir po to hidrotermiškai tirpinto nuo vienos iki trijų valandų 200-280°C temperatūroje 20-40 barų slėgyje su Ca(OH)2, išgauna daugiau kaip 80% mineraluose esančio cezio ir rubidžio, kuriuos nebrangiai perdirba i, didelio tankio cezio ir rubidžio druskų tirpalą.
[0006] Šiame išradime teikiamas būdas turi tą privalumą, kad daugeli, kartų hidrotermiškai apdorojus filtratą, gauna-mas tirpalas su ne mažiau kaip 3 kartus didesne cezio ir rubidžio hidroksidų koncentracija, kuri, reikia mažiau koncentruoti, norint gauti didelio tankio cezio ir rubidžio druskų tirpalą (t.y. toki, tirpalą, kurio tankis yra nuo 1,6 iki 3,3 g/cm3), ir todėl šis gavimo būdas yra pigesnis.
[0007] Kiti šio būdo privalumai nurodyti išradimo apibrėžties 2-5 punktuose.
[0008] Pagal ši, išradimą tirpinimo metu suspensija yra maišoma taip, kad užkertamas kelias tiek sedimentacijai, tiek flotacijai. Tai padaroma, tirpinimo metu keičiant tam tikrais intervalais maišiklio sukimosi krypti, arba paleidžiant maišikli atskirais laiko intervalais.
[0009] Šis cezio ir rubidžio druskų tirpalų gavimo būdas patogus todėl, kad po kalcio ir ličio atskyrimo liku-
[0010] siam tirpalui neutralizuoti galima naudoti skruzdžių rūgštį, acto rūgšti,, citrinos rūgštį, chloro vandenilio rūgštį, bromo vandenilio rūgštį arba sieros rūgštį, rūgščių anhidridus - anglies monoksidą, molibdeno tri-oksidą ar volframo trioksidą.
[0011] Cezio ir rubidžio druskų tirpalų gavimo požiūriu ypač patogu tai, kad filtratas, atskirtas po hidroterminio tirpinimo, dar iki 6 kartų gali būti hidrotermiškai apdorojamas. Be to, teikiamo gavimo būdo privalumas yra tas, kad atskirti karbonatai naudojami ličiui gauti, o likusios netirpios kietos medžiagos tinka kaip žaliavos cemento gamybai.
[0012] Prisotinto cezio ir rubidžio tirpalo tankį galima keisti plačiame intervale, pridėjus tokio šarminio arba žemės šarminio metalo druskos tirpalo, kad abiejų drus-kų tirpalų anijonai būtų tie patys.
[0013] Norint gauti nuo 1,6 iki 2,26 g/ml tankio tirpalus, geriausia pagal šį išradimą gautus sočius cezio ir ru-bidžio formiato tirpalus maišyti su sočiu kalio formiato tirpalu, o norint gauti nuo 1,68 iki 1,81 g/ml tankio tirpalus, geriausia pagal šį išradimą gautus sočius cezio ir rubidžio bromido tirpalus maišyti su sočiu kalcio bromido tirpalu.
[0014] Šį išradimą detaliau paaiškina toliau teikiami pa-vyzdžiai .
[0015] Bandytos medžiagos
[0016]
[0017] Toliau aprašomi bandymai, atlikti su nekalcinuotu polu-citu ir kalcinuotu lepidolitu.
[0018] Hidroterminiam tirpinimui i 300 1 talpos per dvigubą sienelę karšta alyva šildomą autoklavą su maišikliu, kurio temperatūrai matuoti įtaisytas termoelementas, o slėgiui matuoti - manometras, prideda 8,92 kg polucito (dalelių dydis < 0,08 mm), 11,34 Ca (OH)2 ir 232, 5 kg vandens (atitinka 8% suspensiją). Autoklavą kaitina iki nominalios 230°C temperatūros ir išlaiko šioje tempe-ratūroje 3 valandas. Tuo metu reakcijos mišinį maišo su pertrūkiais (maišymas 1 minutė, pertrauka 15 minučių) . Pasibaigus reakcijai, autoklavą atšaldo iki kambario temperatūros. Suspensiją nufiltruoja pres-filtru, di-dindami slėgi, iki 5 barų. Filtro pyragą perplauna. Viso surenka 251,8 kg filtrato ir perplovimo vandens.
[0019] Kito bandymo, atlikto tokiu pat būdu, kaip ir pirmasis, metu surenka 286,9 kg filtrato ir perplovimo vandens.
[0020] Abiejų bandymų tirpalus sujungia ir analizuoja.
[0021] Skaidrų tirpalą, gautą sumaišius filtratą ir plovimo vandeni,, gerokai nugarina. Garinant pradeda kristi kie-tų medžiagų nuosėdos. Išgarinus 517 kg vandens, per gautą suspensiją pučia anglies dioksidą, kad kalcio ir ličio karbonatai iškristų j, nuosėdas. Po to suspensiją filtruoja per filtrą su vakuumu ir gauna 21,35 kg gels-vai rudos spalvos tirpalo, kurio tankis kambario tempe-ratūroje 1,367 g/ml.
[0022] Į filtratą porcijomis prideda skruzdžių rūgšties, kol pH reikšmė pasiekia 6. Tam reikia 1,742 g koncentruotos skruzdžių rūgšties (98-100 svorio %). Po to tirpalą vėl garina. Virimo temperatūra, kuri pradžioje yra 108°C, tirpalą garinant, kyla.
[0023] Kai virimo temperatūra yra 118,6°C, paima tirpalo ban-dini, ir ji, atšaldo. Kambario temperatūroje tirpalo tankis 1,769 g/ml. Nustatytas toks ryšys tarp virimo temperatūros ir tankio:
[0024] Galima gauti 8 kg cezio ir rubidžio druskų tirpalo, kurio tankis 2,27 g/ml. Pagal analizės duomenis tirpale yra tokios medžiagos:
[0025] Hidrotermini, tirpinimą atlieka taip pat, kaip ir 1 pavyzdyje, tik su tuo skirtumu, kad polucitą sumala iki
[0026] < 0,04 mm dalelių dydžio, o tirpina 200°C tempera-tūroje. Rezultatai pateikti 1 lentelėje.
[0027] Hidrotermini, tirpinimą atlieka taip pat, kaip 1 pavyzdyje, tik su tuo skirtumu, kad polucitą sumala iki
[0028] < 0,1 mm dalelių dydžio, o tirpina 280°C temperatūroje. Rezultatai pateikti 2 lentelėje.
[0029] Hidrotermini, tirpinimą atlieka 2 1 talpos autoklave taip pat, kaip 1 pavyzdyje, tik su tuo skirtumu, kad suspensijos tankis yra 15 svorio %. Rezultatai pateikti 3 lentelėje.
[0030] Hidrotermini, tirpinimą atlieka 2 1 talpos autoklave taip pat, kaip 1 pavyzdyje, tik su tuo skirtumu, kad kaip žaliavą naudoja kalcinuotą lepidolitą (800°C) ir hidrotermini tirpinimą atlieka tokiose sąlygose:
[0031] 1-5 pavyzdžiuose pademonstruoto nekalcinuoto polucito arba kalcinuoto lepidolito vienkartini hidroterminį tirpinimą atlieka išradime teikiamu būdu.
[0032] Hidrotermini tirpinimą atlieka 2 1 talpos autoklave taip pat, kaip 1 pavyzdyje, tik su tuo skirtumu, kad filtratą i hidrotermini tirpinimą prideda keletą kartų. Rezultatai pateikti 5 lentelėje. 5 lentelės 2 ir 3 stulpeliuose pateikti cezio ir rubi-džio kiekiai šviežiai pridedamuose mineraluose. 4 stul-pelyje pateikiami kiekiai filtrato, naudojamo kitam tirpinimui. 5-8 stulpeliuose teikiami santykiniai ir absoliutūs cezio ir rubidžio kiekiai, kurie pasiekiami filtrate. 9 ir 10 stulpeliuose teikiamos procentinės cezio ir rubidžio dalys, išimamos iš pridėtų mineralų tame hidroterminiame tirpinime.
[0033] Šiame pavyzdyje didelio tankio cezio ir rubidžio tir-palą gauna, pridedant i 6 pavyzdyje gautą cezio ir rubidžio hidroksidų tirpalą (6,285 kg, 50 svorio %) vandenilio peroksido (30 %) ir apdorojant 2,277 kg volframo trioksidu. Pakaitinus suspensiją iki virimo temperatūros, visas volframo trioksidas ištirpsta. Tir-palą garina, kol prasideda kristalizacija, atšaldo ir
[0034] atskiria iškritusius kristalus. Gauna 6,085 kg cezio ir rubidžio volframo tirpalo, kurio tankis 20°C tempe-ratūroje yra 2,95 g/ml.
[0035] Šiame pavyzdyje gauna sotų cezio ir rubidžio druskų tirpalą, kurio tankis nuo 1,6 iki 2,25 g/ml, maišant pagal šį išradimą gautą cezio ir rubidžio formiato tirpalą su prisotintu kalio formiato tirpalu taip, kaip parodyta 6 lentelėje.
[0036] Šiame pavyzdyje gauna sotų cezio ir rubidžio druskų tirpalą, kurio tankis nuo 1,68 iki 1,81 g/ml, maišant pagal šį išradimą gautą cezio ir rubidžio bromido tir-palą su prisotintu kalcio bromido tirpalu taip, kaip parodyta 7 lentelėje.
[0037]
[0038] Pagal šį išradimą iš polucito gauto HCOOC- Rb tirpalo maišymas su HCOOK tirpalu, prisotintu 20°C tempe-ratūroje
[0039] Prisotinto Cs/ RbBr tirpalo maišymas su prisotintu CaBr2 tirpalu
1. Didelio tankio cezio ir rubidžio tirpalų gavimo būdas, hidrotermiškai tirpinant cezio ir rubidžio turinčius mineralus, besiskiriantis tuo, kad nekalcinuotą polucitą ir/arba kalcinuotą lepidolitą sumala iki dalelių dydžio < 0,1 mm, tada hidrotermiškai tirpina nuo vienos iki trijų valandų 200-280°C tempe-ratūroje, 20-40 barų slėgyje su Ca(OH)2r esant suspensijos tankiui nuo 4 iki 15 svorio % bei Si02:Ca0 moliniam santykiui >= 1:2, netirpias kietas medžiagas nufiltruoja ir perplauna, kalci, ir liti, pašalina iš filtrato, paleidę per tirpalą anglies dioksido dujas ir nufiltravę iškritusi, karbonatą, likusi, tirpalą koncentruoja, ir pridėję rūgšties arba rūgšties anhidrido iki pH reikšmės apie 6, gauna cezio ir rubidžio druskas, o po tirpinimo atskirtą filtratą apdoroja hidrotermiškai daugeli, kartų.
2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad nekalcinuotą polucitą ir/arba kalcinuotą lepi-dolitą sumala iki < 0,04 mm dalelių dydžio.
3. Būdas pagal 1 arba 2 punktą, besiskiriantis tuo, kad cezio ir rubidžio turinčius mineralus tirpina 200°C temperatūroje su Ca(0H)2.
4. Būdas pagal vieną arba kelis nuo 1 iki 3 punktus, besiskiriantis tuo, kad cezio ir rubidžio turinčių mineralų tirpinimo trukmė yra viena valanda.
5. Būdas pagal vieną arba kelis nuo 1 iki 4 punktus, besiskiriantis tuo, kad cezio ir rubidžio turinčius mineralus tirpina, esant suspensijos tankiui 15 svorio %.
6. Būdas pagal vieną arba kelis nuo 1 iki 5 punktus, besiskiriantis tuo, kad tirpinimo metu mišinį maišo, keičiant tam tikrais intervalais maišik-lio sukimosi kryptį, arba paleidžia maišiklį atskirais laiko intervalais.
7. Būdas pagal vieną arba kelis nuo 1 iki 6 punktus, besiskiriantis tuo, kad kaip rūgšti naudoja skruzdžių rūgšti,, acto rūgštį, citrinos rūgšti,, druskos rūgšti,, bromo vandenilio rūgšti, sieros rūgštį, arba kaip rūgšties anhidridą - anglies monoksidą, molibdeno trioksidą arba volframo trioksidą.
8. Būdas pagal vieną arba kelis nuo 1 iki 7 punktus, besiskiriantis tuo, kad filtratą, atskirtą po hidroterminio tirpinimo, dar iki 6 kartų naudoja hidroterminiam cezio ir rubidžio turinčių mine-ralų tirpinimui.
9. Būdas pagal vieną arba kelis nuo 1 iki 8 punktus, besiskiriantis tuo, kad atskirtą karbonatą naudoja ličiui gauti.
10. Būdas pagal vieną arba kelis nuo 1 iki 8 punktus, besiskiriantis tuo, kad po hidroterminio tirpinimo gautą netirpią kietą medžiagą naudoja kaip žaliavą cemento gamyboje.
11. Būdas pagal vieną arba kelis nuo 1 iki 10 punktus, besiskiriantis tuo, kad cezio ir rubidžio druskų tirpalo koncentravimą ir prisotinimą atlieka, maišant jį su prisotintu šarminio arba žemės šarminio metalo druskos tirpalu taip, kad abiejų druskų tirpalų anijonai būtų tokie patys.
12. Būdas pagal 11 punktą, besiskiriantis tuo, kad sotų cezio ir rubidžio formiato tirpalą maišo su sočiu kalio formiato tirpalu.
13. Būdas pagal 11 punktą, besiskiriantis tuo, kad sotų cezio ir rubidžio bromido tirpalą maišo su sočiu kalcio bromido tirpalu.