北山地区园包山一带察哈日哈达铷稀有金属矿矿床地质特征及成因分析

察哈日哈达铷稀有金属矿是内蒙古北山地区新发现的一处矿点,产于园包山海西-印支期复式岩基北端晚三叠纪正长花岗岩体内。本文在系统分析区域成矿地质背景、矿区地质特征、矿床地质特征的基础上,对矿床成因、成矿潜力进行了研究。研究认为,铷等稀有金属矿分布在印支期碱性系列正长花岗岩中,成矿作用与岩浆后期高分异岩浆活动热液蚀变有关,矿区交代蚀变强烈,分带明显,可依次分为微斜长石化带-钠长石化带-云英岩化带,钠长石化带及其与云英岩化过渡带是铷等稀有元素的主要富集成矿带。对比分析认为：察哈日哈达铷矿同多宝山铷矿、刘家河铷矿,以及七一山铷-钨-锡矿在大地构造条件、岩浆岩条件和赋矿岩石及矿石建造等方面表现非常相似,同属于岩浆热液交代的碱性-偏碱性花岗岩型矿床,具有优越的成矿地质背景和巨大的稀有金属成矿潜力。     

1,1′-二羟基-5,5′-联四唑铷盐的合成、晶体结构及性能

以1,1′-二羟基-5,5′-联四唑(BTO)为起始原料合成新型含能材料——1,1′-二羟基-5,5′-联四唑铷(BTORb)。用X-射线单晶衍射仪测定其晶体结构,结果表明Rb~+与BTO形成8配位结构,不同片层的BTO与Rb~+交替排列相互连接,构成三维网状结构。用差示扫描量热分析技术(DSC)和热重分析技术(TG-DTG)研究其热分解行为,其热分解温度起始于292℃,表明其热稳定性良好。用Kissinger法和Ozawa法计算其非等温反应动力学参数,得到其热分解Arrhenius方程为lnk=13.51-186.3×10~3/RT。计算得到其标准生成焓Δ_fH_(298)~θ为274.91 k J·mol~(-1)。计算其热爆炸临界温度T_b为356.7℃,表明其热安定性较好。800 g落锤下,BTORb的撞击感度H_(50)为34.8 cm,70°摆角、1.23 MPa条件下,其摩擦感度爆炸百分数为36%,静电火花感度50%发火能量为0.34 J。     

铷矿熔融水淬渣的碱浸动力学

随着近年来铷及其化合物在新兴领域的开发应用,铷的市场规模迅速扩大。目前人们对铷矿的处理多采用酸法、碱法以及酸碱联合法,但是以上方法多存在酸碱耗过大,浸出效率和资源利用率低等问题。针对现有工艺存在的弊端,提出熔融水淬-碱浸综合处理复杂铷矿的新工艺。通过熔融水淬,铷矿中稳定的硅氧四面体结构被破坏,水淬渣以高活性的状态存在。为了考察水淬渣的浸出活性,采用收缩核模型研究了浸出温度和水淬渣粒度对铷浸出效果的影响。结果表明:相较于传统碱法对铷矿的处理工艺,熔融水淬-碱浸法可以在低温和低碱浓度下实现铷的高效浸出,碱浸反应的表观活化能为37.41 kJ/mol。水淬渣的碱浸过程符合混合控制模型,并且所得浸出渣为方沸石。      

松针基生物质碳气凝胶-氧化石墨烯复合电极的制备及其对铷、铯电吸附行为

盐湖卤水中的铷、铯是我国具有国际优势的战略资源。它们的分离提取一直是相关研究的难点。电吸附作为一种绿色环保的分离技术受到越来越多的关注,将其应用于铷、铯的富集分离具有较高的研究价值。以松针为原料,使用水热-冷冻干燥-高温碳化法制备了生物质碳气凝胶,以其为主要电极材料,通过添加氧化石墨烯制备了碳气凝胶-氧化石墨烯(PNCA-GO)复合电极,其对Rb⁺、Cs+、Cs⁺显示出了良好的吸附效果,吸附量分别达到0.197 mmol/g和0.209 mmol/g。这为以后廉价碳材料电极的制备及Rb+显示出了良好的吸附效果,吸附量分别达到0.197 mmol/g和0.209 mmol/g。这为以后廉价碳材料电极的制备及Rb⁺、Cs+、Cs⁺的电吸附行为研究提供了一定的参考。     

氯化铷与氯化钾在冰乙酸-水中溶解行为研究

实验测定了不同温度条件下KCl、Rb Cl在冰乙酸中的溶解度,实验结果表明KCl、Rb Cl在冰乙酸中的溶解度均随温度的升高而增大,且Rb Cl的溶解度明显大于KCl的溶解度.并测定了KCl、Rb Cl在不同配比冰乙酸-水溶液中的溶解度,并得到其盐析率.结果表明:冰乙酸对KCl、Rb Cl都具有较强的盐析作用,但随着剂水比增加,KCl的盐析率逐渐高于Rb Cl.     

某铷矿综合回收试验

针对云南某铷矿品位低、分布广的特点,采用脱泥—浮选方法分离云母、长石和石英,所得云母精矿含铷0.567 5%、回收率为39.89%,同时得到合格的长石精矿和石英精矿,实现了该矿的综合利用。     

氯化铷在有机溶剂中的溶解度

铷作为稀有碱金属常与钾共存,氯化铷在不同溶剂中的溶解度是对铷化合物结晶提纯的理论依据,因此,探究氯化铷在不同溶剂中的溶解规律对于实现铷钾分离具有指导意义。实验分别测定了常压条件下氯化铷在甲酸、冰乙酸、正丙醇和乙二醇中303.15—343.15 K条件下的溶解度。结果表明:氯化铷在上述4种有机溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大,其中温度对氯化铷在甲酸中的溶解度影响最为明显;在4种溶剂中溶解度的排序为:甲酸乙二醇冰乙酸正丙醇,甲酸比较适合用于氯化铷的重结晶。同时对实验数据进行了拟合,实验数据与理论计算结果吻合,所得拟合方程可为氯化铷重结晶工艺路线的制定提供理论依据。     

深层地下卤水综合利用获突破

2009年12月4日，四川达州恒成能源集团年处理400万m^2的深层地下卤水综合利用项目突破最后的工艺瓶颈，完成了氯化铷、氯化铯提取的实验研究工作。至此，该项目的前期实验已完成，已提取出卤水中氯化铷、氯化铯、碳酸锂、氯化钾、溴化钠等9种化工产品，其中大部分为国内紧缺的化工原料，前景看好。     

电感耦合等离子体法测定地质样品中的铷

建立了电感耦合等离子体质谱法测定地质化探样品中铷的方法。样品经HCl-HNO₃-HF-HClO₄敞口酸溶后, 用电感耦合等离子体质谱仪测定其中的铷含量。该法用于土壤、岩石中铷的测定, 检出限为3.2 ng/g, 相对标准偏差小于3%, 加标回收率在90%～120%之间。