我国拥有丰富的盐湖资源,青海、西藏等地的盐湖卤水中不仅蕴藏着大量的锂资源,还伴生着铷、铯等珍贵战略金属。以察尔汗盐湖为例,其铷储量高达3.8万吨,铯储量也十分可观,是国内最大、全球稀缺的卤水型铷铯资源。铷和铯在原子钟、光电材料、特种玻璃、能源转换及航天军工等高端领域具有不可替代的作用,被誉为稀有金属中的“绝代双骄”。铯盐每吨约150万元,铷盐更是高达每吨400万元。
然而,盐湖卤水中铷铯含量极低(通常仅0-20ppm),且与大量的钾、钠、镁等元素共生,物理化学性质极为相似,分离提纯难度极大。传统沉淀法流程长、回收率低;离子交换法虽有一定选择性,但交换容量有限,难以满足大规模工业处理要求。长期以来,大量宝贵的铷铯资源随沉锂母液排放,造成了极大的战略资源浪费。
CWL-M离心萃取机:工艺落地的核心装备
先进的萃取工艺需要高效的装备来承载。天一萃取自主研发的CWL-M系列离心萃取机,是实现铷铯精细分离的核心装备。在CWL-M离心萃取机内,离心力高达重力的数百倍,使密度差极小的两相在极短时间内完成混合传质与快速分离。设备采用多级逆流串联设计,可灵活实现萃取、洗涤、反萃全流程连续密闭运行,相比传统混合澄清槽具有以下显著优势:

图:青海盐湖客户案例现场
高效传质,快速分离:离心萃取器利用强制传质和强制分离原理,使混合与分离在极短的时间内完成,是集混合—澄清于一体的高效分离设备。该体系进行萃取具有反应快、密度差小、相比大、级数高等特点,将离心萃取器引入该分离过程,大幅提高了分离效率。4级逆流萃取条件下,铷萃取率可达99.52%。
分离精度高:经多级逆流萃取-洗涤工艺,约90%的铷留在水相中,有机相中铯萃取率不低于96%,较好实现了铷铯分离。采用两次萃取的工艺流程,可获得较高纯度的反萃液。
全密闭耐腐蚀:沉锂母液通常为高盐、强碱性体系,CWL-M接触物料部分可选用优质不锈钢、双相钢或氟材料,耐受高盐、强碱腐蚀。全密闭运行有效解决有机相挥发问题,改善操作环境。
连续自动化,易于放大:设备可灵活串联组合,实现全流程连续自动化运行,工艺稳定性高。从实验室小试到工业化放大,数据可直接用于工程设计。
应用实践:从科研突破到产业化验证
中国科学院青海盐湖研究所在察尔汗盐湖超低品位铷资源经济性利用领域取得重要突破。在氯化物型卤水铷铯萃取分离中试研究中,采用离心萃取器进行中试验证,成功获得了较高纯度的反萃液和中试优化工艺参数,铷盐收率达83.25%。技术建成了离心萃取法从卤水中生产铷盐的中试装置,工艺操作简便,易于工业化。整个工艺仅消耗少量酸碱,即可获得高附加值的铷盐产品,经济效益显著。
随着铷、铯在高科技领域的应用不断拓展,对其纯度和产量的要求将日益提升。天一萃取CWL-M系列离心萃取机,以高效传质、秒级分相、全密闭耐腐蚀的硬核技术,为盐湖提锂副产铷铯回收提供了连续化、高效率的工艺路径。我们提供从小试验证到工业化装置的一站式服务,用客户自身料液实测数据说话,为工业化应用提供可靠依据。