本發明涉及元素分離技術領域，具體涉及一種從鹽湖水中同時分離鉀銣銫鍶的方法。
背景技術：
鹽湖為干旱地區含鹽度很高的湖泊，礦化度大于35g/L，鹽湖是湖泊發展到老年期的產物，富集有多種鹽類，是重要的礦產資源。
鹽湖是一種咸化水體，通常是指湖水含鹽度w(NaCleq)>3.5％(大于海水平均鹽度)的湖泊，也包括表面鹵水干涸、由含鹽沉積與晶間鹵水組成的干鹽湖(地下鹵水湖)。鹽湖中沉積的鹽類礦物約達200種，人類已經從鹽湖中大量開采石鹽、堿、芒硝和鉀、鋰、鎂、硼、溴、硝石、石膏和醫用淤泥等基本化工、農業、輕工、冶金、建筑和醫療等重要原料。鹽湖中還賦存著具有工業意義的銣、銫、鎢、鍶、鈾以及氯化鈣、菱鎂礦、沸石、鋰蒙脫石等資源。
中國是世界上鹽湖最多的國家之一，鹽湖的分布幾乎全部集中在廣大的內陸區域。從東北的吉林省起，向西綿延，經內蒙古、寧夏、甘肅、新疆、青海，直至西藏，在全國約1/2的遼闊土地上，星羅棋布地分布著數以千計的鹽湖。其中，被稱為“鹽湖之家”的青藏高原，就有數百個鹽湖，被譽為鹽的世界。
中國對鹽湖資源的開發利用有著悠久的歷史，就開采的鹽類來說，以食鹽為主，其次是天然堿。隨著技術的進步，對鹽湖中的鹽類礦物資源利用越來越充分，各種分離手段也不斷涌現，但是尚缺乏簡單可行的方法。
技術實現要素：
本發明提供了一種從鹽湖水中同時分離鉀銣銫鍶的方法，能夠從鹽湖水中同時吸附分離出鉀銣銫鍶，選擇性高，操作簡單，且分離效率高。
一種從鹽湖水中同時分離鉀銣銫鍶的方法，包括如下步驟，將吸附劑與鹽湖水混合，鹽湖水中離子形態的鉀銣銫鍶被吸附劑吸附分離，所述吸附劑由如結構式Ⅰ所示的化合物和如結構式Ⅱ所示的化合物負載在載體上制成：
所述鹽湖水中含有K(I)、Rb(I)、Cs(I)、Sr(Ⅱ)和其他金屬離子，其他金屬離子為Li(I)、Na(I)、Mg(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)、Ba(Ⅱ)中的至少一種。
本發明中的吸附劑由載體，與如結構式I所示的化合物Calix[4]Bis(18Crown6)和如結構式Ⅱ所示的化合物DCH18C6復合而成，對于鉀銣銫鍶具有特殊的吸附性能，能夠從鹽湖水中一次性分離得到鉀銣銫鍶。
鹽湖水的pH偏堿性，優選地，所述鹽湖水的pH值為9。本發明提供的吸附劑在pH值為9的條件下，對于鹽湖水中的鉀銣銫鍶的吸附能力顯著優于其他金屬離子，能夠同時將鉀銣銫鍶與其他金屬離子分離，對于鉀銣銫鍶之間的分離，可以進一步采用現有技術中的其他手段。
本發明提供的吸附劑在pH為9時，分離效果最好，pH為9并不嚴格限定為一點，允許有少量偏差。
作為優選，每g吸附劑與20-30mL鹽湖水混合。本發明提供的吸附劑選擇性好，分離效率高，少量使用，即能達到理想的分離效果。
作為優選，所述載體為被覆聚合物的大孔SiO2。所述被覆聚合物的大孔SiO2為硅基-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物(SiO2-P)，是一類新型無機/有機載體材料，美國專利US6843921中公開了SiO2-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物，SiO2-P是一種含多孔二氧化硅載體顆粒的有機高聚合物復雜載體，其制備方法如下：
(1)將大孔的SiO2用濃硝酸洗滌、抽濾、去離子水洗至中性，重復10余次，干燥。
(2)真空并有氬氣保護條件下，以1,2,3-三氯丙烷和m-二甲苯為溶劑，向大孔SiO2中加入48.7g的m/p-甲酸基苯乙烯，8.9g的m/p-二乙烯基苯，72.2g二辛基臨苯二甲酸酯，54.0g甲基安息香酸鈉，0.56gα,α-偶二異丁腈和0.57g1,1′-偶二環己胺-1-腈，由室溫逐步加熱到90℃，并保持13小時，之后，逐步冷卻至室溫。
(3)分別用丙酮和甲醇洗滌、抽濾上述產物，重復10余次，干燥。
除了鹽湖水的pH值影響鉀銣銫鍶的分離效果，鹽湖水中的金屬離子濃度也將影響分離效果，優選地，每種金屬離子的濃度為5.0×10-4-1.0×10-3M。
本發明中，所述吸附劑的制備方法如下：
將如結構式I所示的化合物和如結構式Ⅱ所示的化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入載體混合均勻，經旋蒸干燥后，得到吸附劑。
旋蒸時，使大部分二氯甲烷揮發至近干狀態，在毛細作用以及物理吸附作用下，化合物分子進入載體的空隙中，然后將近干狀態的物料在50-60℃下真空干燥至少24小時，得到吸附劑。
本發明將Calix[4]Bis(18Crown6)和DCH18C6負載在同一載體上，Calix[4]Bis(18Crown6)和DCH18C6協同發揮特異性吸附作用，將離子形態的鉀銣銫鍶從溶液中分離出來。
作為優選，如結構式I所示化合物和如結構式Ⅱ所示化合物等質量負載在載體上。即載體上同時負載相同質量的Calix[4]Bis(18Crown6)和DCH18C6，以最大程度地發揮協同作用。
作為優選，每g如結構式I所示化合物溶解于80-100mL二氯甲烷中。如結構式I所示化合物與載體的質量比為1：8-10。
為了保證分離效果，優選地，吸附劑與鹽湖水在室溫下(25±5℃)混合吸附，吸附時間為150-180min。混合吸附在振蕩條件下進行，振蕩速率為120-150rpm。
本發明從鹽湖水中同時分離鉀銣銫鍶的方法，能夠從鹽湖水中同時吸附分離出鉀銣銫鍶，選擇性高，操作簡單，且分離效率高。
附圖說明
圖1為本發明制備的吸附劑從鹽湖水中分離鉀銣銫鍶的分配系數隨鹽湖水pH值變化的關系圖。
具體實施方式
實施例1
將0.5g如結構式Ⅰ所示的化合物Calix[4]Bis(18Crown6)和0.5g如結構式Ⅱ所示的化合物DCH18C6溶解于45.0mL二氯甲烷中，混合均勻得到溶液；向此溶液中加入4.5gSiO2-P攪拌均勻，并使用旋轉蒸發儀，在減壓條件下旋轉蒸發使二氯甲烷揮發至物料到近干狀態，然后再將近干狀態的物料在55℃下真空干燥24h，得到吸附劑。
實施例2
將0.5g如結構式Ⅰ所示的化合物Calix[4]Bis(18Crown6)和0.5g如結構式Ⅱ所示的化合物DCH18C6溶解于40.0mL二氯甲烷中，混合均勻得到溶液；向此溶液中加入4.0gSiO2-P攪拌均勻，并使用旋轉蒸發儀，在減壓條件下旋轉蒸發使二氯甲烷揮發至物料到近干狀態，然后再將近干狀態的物料在50℃下真空干燥24h，得到吸附劑。
實施例3
將0.5g如結構式Ⅰ所示的化合物Calix[4]Bis(18Crown6)和0.5g如結構式Ⅱ所示的化合物DCH18C6溶解于50.0mL二氯甲烷中，混合均勻得到溶液；向此溶液中加入5.5gSiO2-P攪拌均勻，并使用旋轉蒸發儀，在減壓條件下旋轉蒸發使二氯甲烷揮發至物料到近干狀態，然后再將近干狀態的物料在60℃下真空干燥24h，得到吸附劑。
實施例4-10
(1)將堿金屬鹽LiNO3、NaNO3、KNO3、RbNO3、CsNO3；堿土金屬鹽Mg(NO3)2、Ca(NO3)2、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2加入去離子水配制成同時含有多種金屬離子的鹽湖水，鹽湖水中各金屬離子的濃度為2.0×10-3-5.0×10-3M。
(2)在鹽湖水中加入NaOH溶液和去離子水，調節鹽湖水的pH值分別為3、4、5、6、7、8、9，每種金屬離子的濃度為5.0×10-4M。
(3)將步驟(2)得到的含有9種金屬元素的鹽湖水與實施例1制備的吸附劑接觸混合，混合時的用量比為：每3.0mL鹽湖水對應0.15g吸附劑。
(4)將步驟(3)所得混合液在TAITECMM-10型振蕩器上進行吸附實驗，振蕩器振蕩速率為120rpm，室溫298K下操作，吸附時間為180min，使吸附達到平衡，然后用ICP-OES測量吸附前后不同水相中各元素的含量。實施例4-10的吸附結果如圖1所示，圖1中橫坐標為鹽湖水的pH值，縱坐標為分離系數。由圖1可以看出，當鹽湖水的pH值為9時，分離效果最好。