邢鹏等：铷云母矿资源的综合利用 ·451· 性能好、在水中溶解度小、毒性低、不易挥发等优 量浓度低于0.01g·L1,所需的理论萃取级数为3 点的.因此，本研究选用t-BAMBP为萃取剂，从浸 级.为了验证萃取等温线的结论，在萃取剂浓度1 出液(b0.27gL-)中提取铷. molL-1、相比0/A=3:1、萃取级数为3级条件下进 2.2.1萃取剂浓度对铷萃取率的影响 行了逆流萃取实验，萃余液中的铷质量浓度为 在萃取相比01A=1:1固定条件下考察了萃取 0.003gL-1,铷的萃取率达98%. 剂浓度对铷萃取率的影响.试验结果如图8所示， 在HCl浓度1molL-1、相比0/A=4:1、反萃级 由图可见随着t-BAMBP浓度的增加，铷的萃取率不 数为2级条件下反萃负载铷的有机相，铷的反萃率 断增加，在t-BAMBP浓度达到1mol·L-后趋于稳 达99%. 定，因此最佳的萃取剂浓度为1molL-1 0.8 100 0.6 80 60 ▣ 0.4 40 ◇ 0.2 20 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.250.500.751.001.251.50 水相铷质量浓度，RbgL-少 -BAMBP浓度/(mal·L) 图10铷萃取等温线 图8 t-BAMBP浓度对铷萃取率的影响 Fig.10 MeCabe-Thiele diagram for rubidium extraction by t-BAMBP Fig.8 Effect of t-BAMBP concentration on the extraction of rubidium 2.3白炭黑表征 2.2.2相比对铷萃取率的影响 白炭黑，又称水合二氧化硅或沉淀二氧化硅，具 在萃取剂浓度1mol·L-1固定条件下考察了相 有多孔性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、 比对铷萃取率的影响.试验结果如图9所示，由图 电绝缘性好等优异性能，广泛应用于橡胶、塑料、涂 可见随着相比(O/A)的增加，铷的萃取率不断增 料、造纸等行业a.近年来，随着尾矿渣的资源化 加，但当相比为4：1时，萃取后分相变得困难，因此 利用日益受到重视，从尾矿渣中提取白炭黑得到了 适宜的相比为3：1. 广泛关注-9 100 由白炭黑产品的X射线衍射图谱（图11）可知， 80 在20=23°处出现了一个宽化峰，符合非晶态白炭 黑的特征.产品的红外光谱分析结果FTIR如图12 60 所示，在1083.92cm1处出现最大吸收峰，为Si-0- 40 Si键的反对称伸缩振动；在794.62cm1处出现Si- 0-Si键的对称伸缩振动.3463.91cm1为硅羟基 20 Si-OH和吸附水中O一H键伸缩振动吸收峰， 1641.31cm1为吸附水中H一0H键的弯曲振动吸 1:1 21 3:1 相比，OA 收峰，说明白炭黑产品成分为水合二氧化硅.化学 图9相比(0/A)对物萃取率的影响 定量分析结果得出白炭黑产品（质量分数）含Si02 Fig.9 Effect of phase ratio (0/A)on rubidium extraction 91.65%、Fe0.05%、Mn<0.005%、Cu<0.005%. 2.2.3逆流萃取及反萃 化学定量分析结果表明产物的主要成分为S02,再 在相比0/A=1:2、1:1、2:1、3:1、5:1条件下进 结合FTIR和X射线衍射结果，可确定产品为白炭 行了萃取实验，其中，t-BAMBP浓度为1molL-'. 黑，表明利用浸出渣制备白炭黑是可行的.所制备 分析各相比条件下萃余液及负载有机相中的铷浓 的白炭黑满足国家化工行业标准HG/T3061一 度，绘制出的萃取等温线如图10所示.由图10可 2009.通过对铷浸出渣的碱熔一水浸提硅，不仅提 知，在相比0/A=3:1条件下，要实现萃余液中铷质 高了资源的综合利用率，而且降低了尾矿渣的排放邢 鹏等: 铷云母矿资源的综合利用 性能好、在水中溶解度小、毒性低、不易挥发等优 点［15］． 因此，本研究选用 t-BAMBP 为萃取剂，从浸 出液( Ｒb 0. 27 g·L － 1 ) 中提取铷． 2. 2. 1 萃取剂浓度对铷萃取率的影响 在萃取相比 O /A = 1∶ 1固定条件下考察了萃取 剂浓度对铷萃取率的影响． 试验结果如图 8 所示， 由图可见随着 t-BAMBP 浓度的增加，铷的萃取率不 断增加，在 t-BAMBP 浓度达到 1 mol·L － 1 后趋于稳 定，因此最佳的萃取剂浓度为 1 mol·L － 1 ． 图 8 t-BAMBP 浓度对铷萃取率的影响 Fig． 8 Effect of t-BAMBP concentration on the extraction of rubidium 2. 2. 2 相比对铷萃取率的影响 在萃取剂浓度 1 mol·L － 1固定条件下考察了相 比对铷萃取率的影响． 试验结果如图 9 所示，由图 可见随着相比( O /A) 的增加，铷的萃取率不断增 加，但当相比为 4∶ 1时，萃取后分相变得困难，因此 适宜的相比为 3∶ 1． 图 9 相比( O /A) 对铷萃取率的影响 Fig． 9 Effect of phase ratio ( O /A) on rubidium extraction 2. 2. 3 逆流萃取及反萃 在相比 O /A = 1∶ 2、1∶ 1、2∶ 1、3∶ 1、5∶ 1条件下进 行了萃取实验，其中，t-BAMBP 浓度为 1 mol·L － 1 ． 分析各相比条件下萃余液及负载有机相中的铷浓 度，绘制出的萃取等温线如图 10 所示． 由图 10 可 知，在相比 O /A = 3∶ 1条件下，要实现萃余液中铷质 量浓度低于 0. 01 g·L － 1，所需的理论萃取级数为 3 级． 为了验证萃取等温线的结论，在萃取剂浓度 1 mol·L － 1、相比 O /A = 3∶ 1、萃取级数为 3 级条件下进 行了逆流萃取实验，萃余液中的铷质量浓度为 0. 003 g·L － 1，铷的萃取率达 98% ． 在 HCl 浓度 1 mol·L － 1、相比 O /A = 4∶ 1、反萃级 数为 2 级条件下反萃负载铷的有机相，铷的反萃率 达 99% ． 图 10 铷萃取等温线 Fig． 10 McCabe--Thiele diagram for rubidium extraction by t-BAMBP 2. 3 白炭黑表征 白炭黑，又称水合二氧化硅或沉淀二氧化硅，具 有多孔性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、 电绝缘性好等优异性能，广泛应用于橡胶、塑料、涂 料、造纸等行业［16］． 近年来，随着尾矿渣的资源化 利用日益受到重视，从尾矿渣中提取白炭黑得到了 广泛关注［17--19］． 由白炭黑产品的 X 射线衍射图谱( 图 11) 可知， 在 2θ = 23°处出现了一个宽化峰，符合非晶态白炭 黑的特征． 产品的红外光谱分析结果 FTIＲ 如图 12 所示，在 1083. 92 cm － 1处出现最大吸收峰，为 Si--O-- Si 键的反对称伸缩振动; 在 794. 62 cm － 1处出现 Si-- O--Si 键的对称伸缩振动． 3463. 91 cm － 1 为硅羟基 Si--OH 和 吸 附 水 中 O—H 键 伸 缩 振 动 吸 收 峰， 1641. 31 cm － 1为吸附水中 H—OH 键的弯曲振动吸 收峰，说明白炭黑产品成分为水合二氧化硅． 化学 定量分析结果得出白炭黑产品( 质量分数) 含 SiO2 91. 65% 、Fe 0. 05% 、Mn ＜ 0. 005% 、Cu ＜ 0. 005% ． 化学定量分析结果表明产物的主要成分为 SiO2，再 结合 FTIＲ 和 X 射线衍射结果，可确定产品为白炭 黑，表明利用浸出渣制备白炭黑是可行的． 所制备 的白 炭 黑 满 足 国 家 化 工 行 业 标 准 HG /T 3061— 2009． 通过对铷浸出渣的碱熔—水浸提硅，不仅提 高了资源的综合利用率，而且降低了尾矿渣的排放 · 154 ·