CN106631764A - 一种甲酸铷铯生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种甲酸铷铯生产工艺，包括：(1)以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温，冷却结晶，得结晶产物；(2)向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温并保温，得转化液；(3)向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌并保温，得到苛化液；(4)向步骤(3)中的苛化液加入甲酸，搅拌并保温，调节pH，得甲酸转型溶液；(5)将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；(6)将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得甲酸铷铯的浓缩液。本发明工艺生产的甲酸铷铯浓缩液溶液或甲酸铷铯固体具有黏度低、热稳定性好、无腐蚀性、无储层损害、环境影响低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种以锂云母为原料生产甲酸铷铯的技术领域，尤其涉及一种以锂云母为原料生产甲酸铷铯的工艺。
背景技术
在石油钻井施工中，尤其是高压油气储层的钻探开发，通常需要高密度的钻井液来平衡地层压力，以确保井壁稳定。高密度钻井液的获得通常是采用向钻井液中添加加重剂的方法，传统的钻井液加重剂为不溶于水的惰性固体材料，如重晶石粉、铁矿粉、石灰石粉、方铅矿粉等。这些加重剂通常会导致钻井液固相含量增高，从而引起钻井液粘度增加、钻井速度降低，且会对储层孔隙堵塞，从而伤害储层。为了减少不溶固相对储层的伤害，在很多的钻井施工中和绝大多数的完井液领域都采用了水溶性加重剂进行加重。通常的水溶性加重剂为碱金属无机盐(如：氯化钠、氯化钾、溴化钠等)、二价金属无机盐(如：氯化钙、溴化钙、溴化锌等)以及碱金属甲酸盐(如：甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯等)，目前加重剂使用量最多的为碱金属甲酸盐，其中尤其是甲酸铯、甲酸钾的混合溶液。目前，国内国际上在无黏土相高密度钻井液的大量使用，在2015年消耗甲酸铯8000吨、甲酸钾4000吨，且每年还在以30％以上的速度增长。锂云母又称“鳞云母”，一般是片状或鳞片状集合体，属云母类矿物中的一种，是最常见的锂矿物，是钾和锂的基性铝硅酸盐，是提炼锂的重要矿物。此外，锂云母中常含有铷和铯，也是提取这些稀有金属的重要原料。因此，研发一种以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料生产甲酸铷铯的工艺具有重大的科研价值和经济价值。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种甲酸铷铯生产工艺。
为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌并保温，得到苛化液；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入甲酸，搅拌并保温，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
在一种实施方式中，将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
在一种实施方式中，步骤(1)中，所述重结晶的次数为2-4。
在一种实施方式中，步骤(3)中，所述搅拌时间为40-70min，保温温度为90-100℃。
在一种实施方式中，步骤(3)中，所述苛化液中铷、铯、钾的质量比为20-25：8-11：3-6。
在一种实施方式中，步骤(4)中，所述甲酸为质量分数85％的甲酸溶液。
在一种实施方式中，步骤(4)中，所述搅拌时间为40-70min，保温温度为90-100℃。
在一种实施方式中，步骤(5)中，所述冷却温度为60-70℃。
本发明的另一个目的在于提供甲酸铷铯生产工艺制备得到的甲酸铷铯的浓缩液或甲酸铷铯固体。
本发明第三个目的在于提供甲酸铷铯的浓缩液或甲酸铷铯固体应用于石油钻井液中。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1.本发明工艺生产的甲酸铷铯浓缩液溶液或甲酸铷铯固体具有黏度低、热稳定性好、无腐蚀性、无储层损害、环境影响低等优点。
2.本发明工艺充分利用了锂云母提取锂后的铷铯矾作为制备甲酸铷铯的原料，有效的提高资源利用率，降低了锂云母提锂的生产成本。
3.本发明工艺的生产过程中无废气产生，产生的废渣主要是转化渣、苛化渣和一些不溶性杂质，这些渣属于一般固体废物，可通过相关有资质的单位处理；废液主要是铷铯矾重结晶后产生的酸性废液，可以输送到公司的污水处理中心进行中和处理后外排。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述问题，本发明提供了一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌并保温，得到苛化液；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入甲酸，搅拌并保温，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；通过压缩过滤的工序不能除掉难溶性、不溶性的杂质，而分子膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料，也是具有特殊传质功能的高分子材料，采用膜分离物质一般不发生相变、不耗费相变能，同时具有较好的选择性，且膜把产物分在两侧，很容易收集，是一种能耗低、效率高的分离材料。甲酸转型液中含有的微量杂质可以通过分子膜过滤后达到有效去除杂质的效果；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液；为获取不同浓度的甲酸铷铯溶液，可以通过对甲酸铷铯浓缩液进行相关的稀释和继续浓缩，得到特定浓度的甲酸铷铯溶液。
作为本发明的一种优选实施方式，将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中，所述重结晶的次数为2-4。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(3)中，所述搅拌时间为40-70min，保温温度为90-100℃。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(3)中，所述苛化液中铷、铯、钾的质量比为20-25：8-11：3-6。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(4)中，所述甲酸为质量分数85％的甲酸溶液。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(4)中，所述搅拌时间为40-70min，保温温度为90-100℃。
作为本发明的一种优选实施方式，步骤(5)中，所述冷却温度为60-70℃。
本发明的另一个目的在于提供甲酸铷铯生产工艺制备得到的甲酸铷铯的浓缩液或甲酸铷铯固体。
本发明第三个目的在于提供甲酸铷铯的浓缩液或甲酸铷铯固体应用于石油钻井液中。
实施方式
实施方式1，一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌并保温，得到苛化液；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入甲酸，搅拌并保温，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
实施方式2，与实施方式1相同，不同的是，将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
实施方式3，与实施方式1相同，不同的是，步骤(1)中，所述重结晶的次数为2-4。
实施方式4，与实施方式1相同，不同的是，步骤(3)中，所述搅拌时间为40-70min，保温温度为90-100℃。
实施方式5，与实施方式1相同，不同的是，步骤(3)中，所述苛化液中铷、铯、钾的质量比为20-25：8-11：3-6。
实施方式6，与实施方式1相同，不同的是，步骤(4)中，所述甲酸为质量分数85％的甲酸溶液。
实施方式7，与实施方式1相同，不同的是，步骤(4)中，所述搅拌时间为40-70min，保温温度为90-100℃。
实施方式8，与实施方式1相同，不同的是，步骤(5)中，所述冷却温度为60-70℃。
实施方式9所述甲酸铷铯生产工艺制备得到的甲酸铷铯的浓缩液或甲酸铷铯固体。
实施方式10，所述的甲酸铷铯的浓缩液或甲酸铷铯固体应用于石油钻井液中。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其他说明，所用原料都是市售的。
实施例1
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为2；其中，铷铯矾与水的质量比为4：15；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为1：6：50；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为2：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：4kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
实施例2
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为2；其中，铷铯矾与水的质量比为4：25
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为1：10：50；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为1：2；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：5kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
实施例3
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为3；其中，铷铯矾与水的质量比为13：30；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为7：30：250；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为2：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：5kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
实施例4
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为4；其中，铷铯矾与水的质量比为13：50；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为7：30：500；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为2：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：8kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
实施例5
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为3；其中，铷铯矾与水的质量比为8：40；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为7：30：500；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为1：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：6kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
实施例6
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为4；其中，铷铯矾与水的质量比为13：45；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为7：45：400；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为1：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：7kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
实施例7
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为2；其中，铷铯矾与水的质量比为4：15；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为1：6：50；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为2：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：4kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液；
(7)结晶：将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
实施例8
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为2；其中，铷铯矾与水的质量比为4：25
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为1：10：50；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为1：2；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：5kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液；
(7)结晶：将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
实施例9
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为4；其中，铷铯矾与水的质量比为13：50；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为7：30：500；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为2：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：8kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液；
(7)结晶：将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
实施例10
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为4；其中，铷铯矾与水的质量比为13：50；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为7：30：500；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为2：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：8kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
(7)结晶：将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
实施例11
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为4；其中，铷铯矾与水的质量比为13：45；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为7：45：400；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为1：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：7kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液；
(7)结晶：将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
实施例12
一种甲酸铷铯生产工艺，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；重结晶的次数为3；其中，铷铯矾与水的质量比为8：45；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；其中，结晶产物、水与石灰的质量比为7：30：400；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，得到苛化液；其中，转化液与氢氧化钡的质量比为2：1；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入质量分数为85％的甲酸，搅拌反应40-70min并保温90-100℃，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；其中，苛化液与85％的甲酸的加入量为1立方米：8kg；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却至60-70℃，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液；
(7)结晶：将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
本发明工艺制备生产的甲酸铷铯主要用于无黏土相高密度钻井液中，具有黏度低、热稳定性好、无腐蚀性、无储层损害、环境影响低等优点，能有效解决高温高压井作业中的安全和经济问题。本发明工艺制备生产的甲酸铷铯浓缩溶液为无色液体，其主要指标参见表1。
表1甲酸铷铯浓缩溶液的检测结果
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.一种甲酸铷铯生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)重结晶：以锂云母提取锂后的铷铯矾为原料，加水搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min后，冷却结晶，得到结晶产物；
(2)转化：向步骤(1)中的结晶产物依次加入水、石灰，搅拌，升温至90-100℃并保温30-50min，得到转化液；
(3)苛化：向步骤(2)中的转化液加入氢氧化钡，搅拌并保温，得到苛化液；
(4)甲酸转型：向步骤(3)中的苛化液加入甲酸，搅拌并保温，调节pH为6-8，得到甲酸转型溶液；
(5)压滤除杂：将步骤(4)中的甲酸转型溶液冷却，压缩过滤得到滤液，并通过分子膜进行除杂，即得甲酸铷铯溶液；
(6)浓缩：将步骤(5)中的甲酸铷铯溶液进行浓缩，得到甲酸铷铯的浓缩液。
2.根据权利要求1所述甲酸铷铯生产工艺，其特征在于，将步骤(6)中的甲酸铷铯的浓缩液结晶，得到甲酸铷铯固体。
3.根据权利要求1所述甲酸铷铯生产工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述重结晶的次数为2-4。
4.根据权利要求1所述甲酸铷铯生产工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述搅拌时间为40-70min，保温温度为90-100℃。
5.根据权利要求1所述甲酸铷铯生产工艺，其特征在于，步骤(3)中，所述苛化液中铷、铯、钾的质量比为20-25：8-11：3-6。
6.根据权利要求1所述甲酸铷铯生产工艺，其特征在于，步骤(4)中，所述甲酸为质量分数85％的甲酸溶液。
7.根据权利要求1所述甲酸铷铯生产工艺，其特征在于，步骤(4)中，所述搅拌时间为40-70min，保温温度为90-100℃。
8.根据权利要求1所述甲酸铷铯生产工艺，其特征在于，步骤(5)中，所述冷却温度为60-70℃。
9.根据权利要求1至8任一项所述甲酸铷铯生产工艺制备得到的甲酸铷铯的浓缩液或甲酸铷铯固体。
10.权利要求9所述的甲酸铷铯的浓缩液或甲酸铷铯固体应用于石油钻井液中。
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| EP3864182A4 (en) * | 2018-10-10 | 2022-07-20 | Li-Technology Pty Ltd. | BRINE AND METHOD FOR PRODUCING IT |
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