钾铯基地聚合物前驱体水热合成块体铯榴石

以偏高岭土为铝、硅源,以硅酸钾铯溶液为碱激发剂,无需添加任何沸石晶种和表面活性剂,室温制备了钾铯基地聚合物前驱体。将所制备钾铯基地聚合物前驱体在密闭蒸压反应釜环境中(180℃,0.8 MPa)水热晶化8h,制备得到了块体铯榴石。研究结果表明,钾铯基地聚合物前驱体为无定形物质;经水热晶化处理后,铯含量较高的样品中出现了铯榴石晶体,说明地聚合物凝胶原位转化为铯榴石晶体颗粒。原位转化生成的铯榴石晶体颗粒被地聚合物凝胶包裹和粘结,使得块体材料具有较高抗压强度。

Ba对Cs_(1-x)Ba_xAlSi_2O_6地聚合物及其铯榴石陶瓷结构影响

以偏高岭土为原料,利用BaCl_2取代部分CsOH·H_2O制备了化学组成约为Cs_(1-x)Ba_xAlSi_2O_6·nH_2O的地聚合物。将Cs_(1-x)Ba_xAlSi_2O_6·nH_2O地聚合物在不同温度下烧结得到了Cs_(1-x)Ba_xAlSi_2O_6铯榴石陶瓷。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了Cs_(1-x)Ba_xAlSi_2O_6·nH_2O地聚合物及其铯榴石陶瓷的晶体结构和微观形貌。研究结果表明:Ba掺量对Cs_(1-x)Ba_xAlSi_2O_6·nH_2O地聚合物及其铯榴石陶瓷结构有较大的影响。随着Ba掺量增加,Cs Cl盐晶体在地聚合物中析出,同时伴有铯榴石晶体生成。烧结制备的Cs_(1-x)Ba_xAlSi_2O_6体系以铯榴石晶体为主,Ba可以取代Cs占据铯榴石晶体中Cs的晶格格点,但受Ba的掺入量和烧结温度影响。

钾/钠离子对水热合成铯榴石结构的影响

水热合成铯榴石能低温、晶格固化放射性废物^(137)Cs,但在放射性废物中Cs^+通常与同族的K^+/Na^+共存,两者可能会对水热合成铯榴石组成和结构产生影响。基于此,参考铯榴石化学计量组成CsAlSi_2O_6,首先利用偏高岭土、纳米二氧化硅和CsOH·H_2O为原料水热合成了铯榴石。然后分别以不同摩尔质量的KOH或NaOH取代CsOH·H_2O,研究了K^+/Na^+对水热合成产物组成和结构的影响。结果表明,铯榴石水热晶化温度相对较低,产物微观下呈多晶微球态;K^+与Cs^+共存时,体系水热产物主要为铯榴石微球,微球尺寸随K^+掺入比例的提高而增加,但K^+主要存在于晶化程度较低的钾铝硅酸盐水合物中,并未参与铯榴石形成;Na^+与Cs^+共存时,体系水热产物主要由铯榴石和方沸石(NaAlSi_2O_6·H_2O)组成,Cs^+和Na^+各自存在于铯榴石或方沸石结构中。铯榴石相对较低的水热晶化温度及其结构中Cs^+不能迁移和进行离子交换的特性,使得水热条件下K^+/Na^+不能进入先形成的铯榴石结构中的碱金属离子位点。尽管如此,K^+或Na^+的存在可降低铯榴石的水热晶化温度、促进铯榴石晶粒生长,且当K^+或Na^+与Cs^+共存时,Cs^+仍优先进入并稳定固化于铯榴石晶体结构中。

铯榴石硫酸浸出提取铯盐工艺研究

简述了铯榴石提铯工艺的概况,确定了铯榴石硫酸法生产铯盐的工艺,研究了铯榴石硫酸浸出的主要工艺的条件,优化选择了硫酸浸出的最佳条件,为工业化生产提供了可靠的依据。

ICP-OES测定铯榴石中铯的含量

建立了ICP-OES测定铯榴石中铯含量的方法,采用酸溶加热消解法处理铯榴石样品,对酸溶解和分析谱线的选择进行了讨论,优化了仪器工作条件。结果表明:Cs在特征波长894.347 nm基体干扰小,标准曲线拟合佳,相关线性系数R≥0.9998,检出限低,精密度好RSD(n=11)≤0.5%,加标回收率在97.4%~101.2%之间。该方法可用于铯榴石进口的准确、快速检验。

铯榴石硫酸法提铯——铯榴石提取铯盐工艺研究及半工业实验概要

概述了铯榴石提铯工艺的现状,研究制定了铯榴石硫酸法生产铯盐工艺,解决了工艺中铯矾高温分解的难题,采用特种树脂使铯盐转型,据此建成了年产8～10t不同铯盐的小型生产线。

铯榴石硫酸法与盐酸法提铯比较

从工艺过程、原材料消耗、金属回收率、产品成本、生产过程设备、生产环境。

铯榴石提铯置换法制硝酸铯转型工艺

介绍了一种利用铯榴石提铯置换转型生产硝酸铯的工艺,叙述了其工艺流程、产品质量、工艺单耗、三废处理,并与离子交换树脂法制取硝酸铯工艺的特点作了比较。

铯榴石玻璃陶瓷体的制备及固铯研究

核能的安全利用是我国目前高度关注的重点,但核废料中含有的强放射性元素Cs及其同位素由于产率较高、半衰期较长且溶解性高而难以处理,如何对其进行安全处置亟待解决。铯榴石因其类似方沸石的结构而具有浸出率低、热稳定性好等优点,被认为是一种理想的固化放射性Cs的陶瓷材料。但是,传统的固相烧结工艺由于合成温度高而容易造成部分Cs的挥发造成二次污染,限制了铯榴石的应用。近年来,基于地聚物前驱体技术可以实现较低温度下铯榴石陶瓷的合成,但是所得陶瓷材料的力学性能及化学稳定性不佳。针对铯榴石在陶瓷制备中的问题,引入玻璃粉降低铯榴石陶瓷体的合成温度(<1000℃),同时实现对铯榴石中铯的二次保护。采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、硬度和密度测量以及电感耦合等离子体质谱等现代分析测试技术对系列样品的结构、微结构及化学稳定性进行了表征。结果表明:采用地聚物前驱体为原料,并加入适量的玻璃粉作为粘结剂,可以有效地降低铯榴石的合成温度,并改善微结构,增加致密度。经过浸出测试,玻璃粉的引入提高了铯榴石陶瓷的稳定性,实现了对铯榴石中铯的双重保护。

从矿石中提取铷铯的研究综述

碱金属铷和铯具有优异的理化特性,在航空航天、国防军工等高精尖行业具有不可替代的独特用途。目前全球铷、铯商业化产品全部来自矿石资源。文章详细综述了铯榴石、锂云母、铁锂云母、富铷花岗岩等不同矿石中铷、铯的提取方法。这些铷、铯的载体是结构牢固难以破坏的硅酸盐矿物,需要在高温盐焙烧、高酸或高碱的环境条件下才能实现矿相重构,进而释放铷、铯离子进入溶液。矿石中铷铯的提取方法具有高度的相似性,主要涉及硫酸法、石灰石烧结法、硫酸盐焙烧法、压煮法和氯化焙烧法等。随着量子科技、5G技术、航空航天等领域的不断发展,尤其是掺杂铷、铯的钙钛矿型太阳能电池有望商业化应用,未来全球铷、铯需求量将急剧上升。展望未来,应加强矿石中伴生铷、铯的提取与综合利用,拓展铷、铯的下游应用。

方沸石-白榴石系列矿物的制备与应用

方沸石属小孔沸石,既是天然矿物,又可人工合成。在Na2O-Al2O3-SiO2-H2O水热体系,方沸石结构稳定,其生成受热力学因素控制,多种含SiO2、Al2O3组分的原料均可合成方沸石,且易于实现。方沸石通过离子替代可形成多种方沸石-白榴石系列矿物,离子交换反应存在2种形式,与交换离子尺寸相关。在农业上,负载有K、N等营养元素的方沸石兼具土壤调理和养分缓释/控释功能,是一种新型生态型肥料;在废水处理方面,方沸石可吸附多种金属离子,并对放射性元素封存有独特效果;在石油化工领域,方沸石限于对特定小分子的催化氧化作用。从绿色生态角度考虑,水热处理固体废弃物并用于有害离子处理、利用富钾岩石在制取钾盐的同时制备方沸石并用作土壤调理剂及新型缓释肥料是此类矿物资源综合利用的有效途径。

硅酸盐矿物对磷钼酸铯的固化性能研究

针对硅基磷钼酸铵(AMP/SiO_(2))吸附剂在分离模拟高放废液中Cs后的处理,以矿物水铝英石、丝光沸石、4A型沸石以及斜发沸石为固化基材,采用冷压/烧结工艺制备了硅酸盐陶瓷固化体。分析了固化体的微观形貌、物相组成和表面元素分布,并探讨了固化体的固化机理、抗浸出性能和耐辐照稳定性。结果表明:1 200℃下烧结所得固化体的表面均出现熔融现象,结构更加致密;水铝英石烧结固化体中形成了铯榴石-CsAlSi_(2)O_(6)晶相,可有效抑制Cs的挥发,Cs固定率达93.1%。500 kGyγ射线辐照后,固化体中的主要晶相均未发生变化,且在25℃去离子水中浸出后,Cs的浸出百分比仅为0.79%。

电感耦合等离子体质谱法测定固体盐中铷和铯

铷、铯具有很强的化学活性和优异的光电效应,不仅在电子器件、特种玻璃、生物化学和医药等传统应用领域中有较大的应用,还在磁流体发电、离子推进发动机、激光能转换电能装置等新兴领域中显示了强劲的生命力。我国拥有十分可观的铷、铯资源,但分布比较分散,通常与其他矿物相伴。目前,可开采的矿物主要为锂云母、铯榴石等,但随着矿物的逐年枯竭,寻找新的铷、铯矿迫在眉睫。盐湖中含有丰富的铷、铯资源,虽然含量较低,但总储量可观.

浅谈拓宽我国铷铯的应用领域

世界铷铯化学品的生产及其应用主要集中在美国、日本、欧洲和俄罗斯,近20年世界铷铯的应用有较大的发展,日本铷铯的应用发展尤其迅速,跃居世界第一。我国有丰富的铷铯资源、先进的铷铯提取工艺及高质量铷铯产品的生产能力,但铷铯的应用却十分落后,其应用量仅占世界的1/14,因此拓宽我国铷铯的应用领域是发展我国铷铯工业的当务之急。

硫酸法提铯工艺试生产总结

介绍了1999年新疆有色金属研究所硫酸法提铯工艺试生产情况,其中对产品质量、收率、成本等技术经济指标以及其中出现的问题做了重点研究和探讨。

可可托海花岗伟晶岩矿床铯的矿化特征

可可托海花岗伟晶岩矿床含有较丰富的铯资源,铯的矿化与成矿阶段晚期的Li,Cs阶段和Si阶段密切相关,铯榴石是该矿床的主要含铯矿物,分布具有一定的规律性。

一种新型的陶瓷前堇青石增强铯活化地聚合物

以粉煤灰和偏高岭土作为硅酸铝原料制备铯地聚合物,用堇青石增强地聚合物基体,发展一种铯活化地聚合物复合材料(CsGPc),具备高温转化陶瓷能力。对CsGP样品陶瓷化过程微结构、物相组成、力学性能表征分析,结果表明:以偏高岭土为基础的地聚合物配方制备出的铯榴石陶瓷具有最佳的热阻性能;堇青石包裹体的热膨胀系数(CTE)从4.50 K-1到1.89×10^(-6)K^(-1)不等,当加入35%的堇青石时,抗压强度提高194%,材料热性能优良,堇青石的最佳添加量为20%。

某微细粒锂云母选厂尾矿中锂铷的回收试验

某锂云母选厂尾矿试样中有回收价值的元素锂、铯绝大部分赋存在铯榴石中,铯榴石与云母呈嵌晶状连生,Li2O品位为0.70%,Rb2O品位为0.24%,试样粒度微细,-800目粒级产率高达43.90%,锂在粗粒级有较明显的富集现象。为确定该试样中锂铷的回收工艺,采用预先脱泥—浮选工艺进行了选矿试验。结果表明,试样在添加水玻璃的情况下进行擦洗脱泥(-20μm)预处理,然后在用盐酸调节矿浆pH=3的情况下,采用2次粗选1次精选,可获得Li2O和Rb2O品位分别为2.62%和0.87%,回收率分别为66.47%和64.38%的锂铷精矿,有价成分锂、铷得到了充分的回收。

水热条件下火山灰基模拟^(137)Cs地质聚合物固化体的结构与固化性能

为了避免高温烧结过程中Cs的挥发,将组成接近铯榴石Cs(AlSi_(2)O_(6))的火山灰基地质聚合物在200℃水热处理,研究了水热条件下亚硝酸钠对模拟^(137)Cs地质聚合物固化体的结构及固化性能的影响,并讨论了水热条件对地质聚合物固化体中亚硝酸钠存在形式的影响。结果表明:NaOH在固化Cs方面起着关键作用,其通过碱激发作用能够促使铯榴石结构在水热条件下形成,从而使得PCT中的Cs^(+)浓度降低。此外,通过离子色谱仪(IC)测得的阴离子浸出浓度结果也表明:水热条件下所形成的方钠石相对钠盐废物中的盐类阴离子具有一定的容纳作用,但在本实验条件下方钠石只对(NO_(3))^(-)具有兼容性,而对(NO_(2))^(-)并没有直接的兼容性。因此,通过水热合成地质聚合物的形式对钠盐废物中盐的处理具有选择性。