Особенности межфазного распределения хлорида рубидия при солнечном концентрировании рассолов второго класса и разработка технологии рубидиевого концентрата Агаева, Курбансолтан Аймухаммедовна

Введение к работе

Актуальность проблемы. Современное развитие техники требует расширения возможностей выбора новых материалов при создании и совершенствовании аппаратов, приборов, электронных систем, катализаторов, низкотемпературных аккумуляторов и в других отраслях новой техники.

Известно, что активность железного катализатора, пропи тайного солями рубидия, значительно повышается при синтезе бута -диена из бутиленовой фракции и стирола из этилбензола при получении "синтина". Соли рубидия применяются в производстве синтетических полипептидов, при полимеризации аминокислот, получении цикло-алифатических углеводородов.

Обсуждается возможность применения боргидрида рубидия в качестве высококалорийного твердого топлива, а также как теплоносителя в атомной энергетике.

Замена натриевой щелочи на рубидиевую позволяет создавать ак-хумуляторы, работающие при температурах до минус Б0С.

Сульфиды и галогениды рубидия обнаруживают полупроводниковые свойства, фосфаты, арсенати и соли таллия - пьезоэлектрики.

Промышленное освоение технологии рубидия вызвано развитием радиотехники. В настоящее время рубидий наряду с цезием находит применение в службе единого времени, метрологии, радионавигации и т.д. Соли рубидия применяются в виде лекарственных препаратов, а также ( RS^U) для обнаружения злокачественных опухолей.

Расширение сферы применения рубидиевых соединений сдерживается отсутствием эффективного, с точки зрения экономики,производства

Удельный вклад стоимости сырья в себестоимость любого хими -ческого продукта составляет от 60 до 80 себестоимости, поэтому поиск дешевого сырья для получения рубидия на данном этапе развития химической технологии является весьма актуальным.

Настоящая работа, посвященная разработке технологии получения рубидиевого концентрата в комплексе технологий полного использоьа-ния солей, находящихся в рассолах второго класса, дает возможность получить сырье для извлечения хлорида рубидия, а поэтому и является актуальной. Ее актуальность подтверждена созданием общесоюзной программы комплексной переработки гидроминерального сырья № 085. 03.04, утвержденной Госплана! и ГКНТ СССР 29 декабря I96T г.

Цель работы заключается в исследовании процесса распределения хлорида рубидия между жидкой и твердой фазани пря солнечном

концентрировании рассолов и разработке технологии выделения руби-дийсодержащего концентрата.

Научная новизна работы заключается в исследовании закономерностей распределения рубидия при солнечном испарении рассолов второго класса, представляющих собой всдносолевую пятикомпонентную систему по числу макрокомпонентов:

- R,0. Из микрокомпонентов в системе содержатся стронций, бор, литий и рубидий. Б результате изучения межфазного распределения хлорида рубидия впервые установлена возможность получения концентрата, содержащего более 701 от всего количества рубидия, находящегося в рассоле. Впервые изучены водно-солевые системы хлорид рубидия-хлорид калия-карбамид-вода и часть системы хлорид калия-хлорид рубидия-иод-вода

При испарении рассолов в натурных условиях впервые обнаружены особенности рапределения хлорида рубидия между жидкой и твердой фазами пятикомпонентной системы. Проведена количественная оценка межфазного распределения хлорида рубидия. Установлено, что при концентрировании кислых отработанных растворов в отсутствии органи -ческих микрокомпонентов хлорид рубидия переходит в твердую фазу только в виде калий-рубидиевого карналлита.

Впервые изучена система хлориды магния,рубидия-вода при 50С. Определены значения показателя преломления рубидиевого карналлита ( N$ = 1,495; Mm = 1,484; Np = 1,472) сингония ромбическая. Изучена изотерма растворимости при 50С в системе хлориды магния, калия, рубидия - вода. На основе изучения растворимости в систе -мах хлорид калия-хлорид рубидия-карбамид и части системы хлорид калия-хлорид рубидия-иод^-вода, проведенного впервые, установлено, что рубидий не образует труднорастворимых соединений. Изучено совместное влияние хлоридов магния, кальция и калия, находящихся в пятикомпонентной водно-солевой системе при отношении C^qCj : : C/vnj = 0,3 -* 0,7 и температуре 45-75С (с интервалом 5С) на растворимость и полноту выделения в твердую фазу смешанного ка-лийно-рубидиевого карналлита. На основе изучения растворимости в указанных водно-солевых системах, полигермы растворимости в системе хлориды магния, калия, рубидия - вода и особенностей межфазного распределения хлорида рубидия в пятикомпонентной системе при солнечном испарении воды из рассолов впервые разработаны физико-химические основы получения рубидиевого концентрата из рассолов второго класса с коэффициентом метаморфизаиии К^ = 0,3^-0,7 и малых начальных концентрациях хлорида рубидия.

Апробация работы. Результаты исследований, представленные в диссертации, обсуждались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава кафедры неорганической и аналитической химии Туркменского госуниверситета. Материалы диссертации докладывались на: П научной конференции молодых ученых и сотрудников Института химии АН ТССР (Ашхабад, IS77 г.); Всесоюзном совещании по химии и технологии иода и брома (Ашхабад, I960 г.); УП РМНК молодых ученых и специалистов (Ашхабад, 1564 г.); научной конференции, посвященной 70-летию Великого Октября (Ашхабад, 1937 г.).

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в двух статьях и четырех,тезисах докладов на всесоюзных и республиканских конференциях. Получено одно авторское свидетельство СССР.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 163 страницах машинописного текста, включает 39 таблиц, 37 рисунков, список литературы из 107 источников отечественных и зарубежных авторов и приложения.

На защиту выносятся:

1. Результаты литературного поиска областей применения рубидия и возможности извлечения хлорида рубидия из рассолов второго класса или их концентратов.

2. Экспериментально установленные особенности распределения рубидия между жидкой и твердой фазами, образующимися при испарении трех' видов рассолов Небит-Дагского йодного завода, - поступающего, отходящего и отходящего при испарении в контакте с подстилаицкми грунтами испарительных бассейнов.

3. Экспериментально определенные значения коэффициентов распределения хлорида рубидия между твердой и жидкой фазами и законо -мерности его изменения при солнечном испарении воды из рассолов.

4. Результаты экспериментального изучения растворимости хлорида рубидия в системах RbCI - НоО, KCI - I? " ^2^' ^С* ~ *? ~ Н₂0, RbCI - C0(NH₂)₂ - HgO, части системы RbCI - KI - І_? - Н₂0 при 25С (для определения возможности селективного отделения хлорида рубидия).

5. Результаты экспериментального исследования и разработки способа получения коллективного рубидий-калиевого карналлита при малом начальном содержании магния и рубидия.

6. Результаты экспериментального и теоретического изучения основных закономерностей выделения рубидия из коллективного карналлита.

7. Создание малоотходного комплекса технологических схем переработки сбросных рассолов Небит-Дагского йодного завода в части технологии получения рубидиевого концентрата.