锂云母酸浸矾制备医用碳酸铯研究

张克忠

摘 要：文章对锂云母酸浸产生的副产品铷铯矾进行综合利用，同时，采用萃取、草酸沉铯和煅烧重溶等技术制备的医用碳酸铯品质质量更高，能有效用于医药行业。

关键词：锂云母;酸浸;医用碳酸铯

医用碳酸铯主要用于合成新药的碱性溶剂和催化剂。当今，采用锂云母酸浸提锂的企业大部分没有处理其副产品铷铯矾的能力，不得不将其像废渣一样放置处理，给环境造成污染和有价金属的浪费。本实验重点研究了一种更加环保、高效、优质的锂云母酸浸矾制备医用碳酸铯的工艺。

1    制备工艺研究

1.1  技术特点

目前，碳酸铯的制备工艺主要有两种。一种是采用氢氧化铯和二氧化碳反应生成碳酸氢铯，然后进行浓缩结晶、烘干分解得到碳酸铯;另一种是草酸盐法，通过将氯化铯或硝酸铯等中间产物与过量的草酸反应生成酸式草酸铯，然后进行烘干分解得到医用碳酸铯。本实验采用铷铯矾重结晶、转化、萃取分离、草酸沉铯、煅烧重溶、膜除杂、浓缩结晶、烘干等工艺，能够制得纯度不低于99.0%的碳酸铯固体。

1.2  工艺流程

2    制备工艺

2.1  萃取工艺条件

铷铯矾是锂云母硫酸法提锂后所得的副产物，经过重结晶操作后得到的含铷铯溶液，其化学成分跟本公司通过铯榴石硫酸法制备的硫酸铯溶液有一定的差距，导致在原有的萃取条件下，萃取效率不高，且萃取剂的使用寿命也大大缩短。

针对萃取条件，具体问题具体分析。先将转化液进行除钙，再将除钙液在碱性条件下进行萃取分离，得到含铯且杂质很少的有机负载。同时控制反萃液硫酸含量，保证反萃液中硫酸铯含量较高，其他杂质含量较低，得到硫酸铯溶液。

2.2  酸式草酸铯分解制备碳酸铯

从硫酸铯溶液中草酸沉铯制备酸式草酸铯，然后在马弗炉中进行高温煅烧分解生成碳酸铯，这两道工序中，铯的直接转化率取决于草酸沉铯的效果和酸式草酸铯分解率。

向铷铯萃取分离后的得到的硫酸铯溶液中加入过量的草酸，生成酸式草酸铯，将所得到的产物在马弗炉中高温煅烧，分解成碳酸铯，然后进行重溶。实验时考察4个因素。

2.2.1  草酸加入量

实验时，向1.0 L含铯65.2 g/L的硫酸铯溶液中加入不同量的草酸，在常温下反应30 min，然后进行抽滤，称量所得产品质量。

随着草酸加入量的增加，酸式草酸铯的质量呈现先增加后减小的趋势。实验时最佳的结果是加入量n（H2C2O4）∶n（Cs）=3.0∶1.0，此时草酸过量50.0%，草酸沉铯率达到97.6%。

2.2.2  沉铯反应时间

实验时，向1 L含铯65.2 g/L的硫酸铯溶液中加入127.5 g草酸，在常温下反应不同时间，然后进行抽滤，称量所得产品质量。

随着沉铯反应时间的增加，酸式草酸铯的质量先增加后保持不变。实验时最佳的反应时间为50 min，此时草酸沉铯率达到98.8%。

2.2.3  高温煅烧的温度

称量500 g上述所制得的酸式草酸铯产品用圆皿盛好，然后放入马弗炉中进行高温煅烧30 min，选取不同的温度，将所制得的产品进行主成分分析。

随着温度的升高，酸式草酸銫的分解率先增大后趋于稳定，所得的产品主成分也是先增大后趋于稳定。实验时，从经济的方面考虑，最佳煅烧温度是600 ℃。

2.2.4  煅烧的时间

称量500 g上述所制得的酸式草酸铯产品用圆皿盛好，然后放入马弗炉中在600 ℃下煅烧不同的时间，将所制得的产品进行主成分分析。

随着煅烧时间的增加，酸式草酸铯的分解率先增大后趋于稳定，所得的产品主成分也是先增大后趋于稳定。实验时最佳的反应时间为50 min。

针对酸式草酸铯、碳酸铯制备的问题，具体问题具体分析。通过单因素实验及相关正交实验得到的最优条件为：当加入的草酸量过量50.00%，时间50 min，草酸沉铯率能达到98.60%;当酸式草酸铯煅烧温度在600 ℃，煅烧时间为50 min，其分解率达到99.98%，分解得到的产品碳酸铯主含量达到98.40%。

3    实验结论

本实验以锂云母酸浸铷铯矾为原料，通过铷铯矾重结晶、转化、萃取分离、草酸沉铯、煅烧重溶、膜除杂、浓缩结晶、烘干等工艺，制备纯度不低于99.0%的医用碳酸铯，产品纯度高、粒度小，工艺技术有创新，达到国内领先水平。

4    结语

综上所述，采用锂云母酸浸矾制备医用碳酸铯的工艺技术可以在很大程度上提高其制备医用碳酸铯的纯度，并且颗粒小、质量高，与以往的制备工艺相比具有更高的医用价值，值得在医药领域广泛推广与应用。

[参考文献]

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