据Interesting Engineering报道,江西一条500吨级示范线已稳定运行。它从锂加工后的残渣和母液中回收铯、铷。铯回收率98%,铷回收率95%。项目由中科院过程工程研究所和赣锋锂业联合开发。研究者称,这是全球首个工业提取柱系统。
铷铯多关键
铯定义“秒”。国际单位制里,一秒就是铯-133原子跃迁9192631770个周期。北斗、5G、金融结算、电网调度,背后都靠时间频率。铯原子钟是时间基准源头之一。
铷原子钟是卫星导航、通信基站、电力系统的“心跳”。北斗卫星上就有国产铷钟。铷铯还用于特种玻璃、光电探测、医疗显像、石油钻井液、钙钛矿电池。市场不大,单价高,战略价值高。美国2022年关键矿产清单,把铷和铯都列入。
难在分离
铷和铯都是碱金属。化学性质太像,离子半径接近,分离系数低。传统铯主要来自铯榴石,供应集中在加拿大Tanco、津巴布韦Bikita、纳米比亚等地。铷主要伴生在锂云母、盐湖卤水、钾盐里。中国江西宜春、新疆可可托海、青海盐湖都有踪迹。
过去锂云母提锂只盯锂。铷铯含量低,留在母液和尾渣里,回收成本高,很多当废料。宜春是“亚洲锂都”,锂云母提锂规模巨大,尾渣堆成山,里面的铷铯长期没好好利用。
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柱内几十级
传统混合澄清槽级数多、流程长、试剂消耗大、占地大。这次用连续萃取柱:让含铷铯的溶液和有机萃取剂在柱内逆流接触。柱内相当于把几十级萃取串在一个塔里。铷铯被选择性抓住,再通过反萃释放,得到高纯产品。
工业上常用t-BAMBP这类萃取剂,在强碱条件下把铷铯萃进有机相。柱式设备更紧凑,连续操作,处理量大,溶剂滞留少。能稳定运行,才是真突破。98%的铯、95%的铷,意味着绝大部分稀有金属被吃干榨净。
分量在工程
中科院过程工程所擅长湿法冶金、化工分离。赣锋锂业有锂云母提锂的工业场景。实验室技术直接进产线,这是中国工程化的典型打法。中国在萃取分离上有深厚积累。徐光宪的串级萃取理论,让中国稀土分离从跟跑到领先。这套方法论,正在向铷铯延伸。
从稀土到锂,再到铷铯,中国正在把伴生资源吃干榨净。对矿山,这是新增利润;对国家,这是战略资源。它降低进口依赖,减少资源浪费和环境负担,也会改善锂云母提锂经济性。全球铷铯供应链很小,但很关键。中国有资源,有需求,现在补上了工业回收技术。
世界首套工业提取柱系统,听起来低调。真正的分量是,中国把稀有金属分离的工程化钥匙,攥到了自己手里。
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