NO323650B1 - Fremgangsmate for fremstilling av et cesiumsalt - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåter for fremstilling av cesiumsalt. Nærmere bestemt tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av et cesiumsalt.

Oppfinnelsens bakgrunn

Fremgangsmåter for. å utvinne cesium i form av en cesiumforbindelse fra cesiumholdige materialer som pollucitt og andre cesiumholdige mineraler, er blitt rapportert i den tekniske litteratur.

En fremgangsmåte som er blitt rapportert innebærer utluting av oppmalt pollucittmalm med sterk svovelsyre for å tilveiebringe et ekstrakt som inneholder cesiumalun, som utvinnes ved krystallisasjon.

Cesiumalun er cesiumaluminiumsulfathydrat. Dets formel kan empirisk uttrykkes som CsAl {SO4} 2-12H20, eller Cs2S04• Al2{S0«) 3-24H20. Cesiumalunet som finnes i eller er krystallisert fra svovelsyreekstraktet av pollucitt er vanligvis forurenset med andre metallioner som rubidium, natrium, kalium, magnesium og jern.

Cesiumalunet oppløses deretter på ny i vann ved en forhøyet temperatur og det får reagere med et jordalkalime-tallhydroksid, som bariumhydroksid eller kalsiumhydroksid, for å danne en aluminiumhydroksidutfelling sammen med utfelt bariumsulfat eller kalsiumsulfat. Cesiumalunet kan alternativt få reagere med ammoniakk for å utfelle aluminiumet som aluminiumhydroksid. Cesiumsulfatet forblir i løsningen som flyter oppå. Cesiumet kan utvinnes fra løsningen som flyter oppå og overføres til andre cesiumforbindelser.

I patentpublikasjon US 3207571, ved Berthold, angis en fremgangsmåte for fremstilling av cesiumforbindelser fra aluminosilikatmalm. I tysk patentpublikasjon DE 4313480, ved Hoffmann et al, beskrives en fremgangsmåte hvor anvendelse av bariumforbindelser unngås ved fremstillingen av cesiumsalter fra cesiumalun. Denne fremgangsmåte resulterer i et produkt som innbefatter kalsiumsulfat og magnesium.

Én rapportert anvendelse av cesiumforbindelser, som

cesiumformiat, er i borefluider med høy tetthet for olje- og gassbrønner. Borekaks er kjent for å kunne senke eller stoppe boreprosessen, og i noen tilfeller å plugge den porøse forma-s-jon rundt borehullet. Tilbakemeldingsdata om forholdene i borehullet begrenses i områdene med plugget formasjon, slik at effektiviteten under boreoperasjonen reduseres. Fluider med høy tetthet, med spesifikk tetthet på omtrent 1,8 eller høyere, er blitt anvendt for å transportere borkaksen til overflaten. For borehull med dybde større enn 1 mile, 1,609 m), er sinkbromid og blandinger med andre salter blitt anvendt for å forbedre ytelsen til fluidene. Imidlertid gjør disse materialers natur dem noe

uhensiktsmessige. Et materiale som er blitt nevnt som erstatning for sinkbromid er cesiumformiat. Blandinger av cesiumformiat med andre alkalimetallformiater er også nevnt. Se europeisk patentskrift nr. 572113.

Et problem som kan forefinnes er inkompatibilitet av urenheter funnet i cesiumforbindelser, som cesiumformiat, med de forskjellige løsninger, viskositetsøkere og tilsatsmidler som anvendes i borefluider. For eksempel kan nærvær av toverdige urenheter som kalsium i cesiumforbindelser nedbryte polymerene som er til stede i viskositetsøkerne. Nærværet av toverdige urenheter er særlig skadelig ved anvendelser med høy temperatur og høye trykk, som er vanlige ved boring av dype brønner hvor viskositetsøkeren virker til å oppslemme borkaksen og virker som et smøremiddel.

Med cesiumforbindelsene produsert ved fremgangsmåtene beskrevet ovenfor unngås imidlertid ikke problemet med sidere-aksjonsutfellinger dannet mellom toverdige og flerverdige kationiske urenheter og karbonatene til stede i boremiljøet, eller korrosjonsvirkningen på boreutstyrsmaterialene bevirket av sulfationurenheter. Derfor vil det være fordelaktig å ha en fremgangsmåte for å rense cesiumforbindelser produsert ved kommersielle prosesser.

Videre er det blitt identifisert et behov for en cesiumforbindelse med et vesentlig redusert innhold av toverdige og flerverdige kationiske urenheter og sulfationer og en forbedret fremgangsmåte for dens fremstilling.

Oppsummering av oppfinnelsen

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for fremstilling av et cesiumsalt, særpreget ved at fremgangsmåten omfatter

(a) å behandle cesiumalun med lesket kalk eller kalsiumkarbonat og en syre for å fremstille et cesiumsalt av syren og et uoppløst faststoff omfattende aluminiumhydroksid, hvori nevnte cesiumsalt inkluderer kalsiumioner og sulfationer som urenheter; {b} separering av cesiumsaltoppløsningen fra det uoppløste faste stoff; og (c) tilførsel av bariumhydroksid til løsningen av cesiumsaltet inneholdende urenhetene i en mengde tilstrekkelig til å utfelle sulfationer for å tilveiebringe cesiumsaltet med i mindre enn 1000 ppm sulfationer.

Fordelene nevnt ovenfor, og andre, oppnås med fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for rensing av cesiumforbindelser produsert med de i forannevnte fremgangsmåter som er kjente for cesiumproduksjon, og fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse som her er beskrevet. Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan også være virkningsfull ved rensing av tilbakeførte cesiumforbindelser, for eksempel bore-/brønn-servicefluider i omfattende cesiumformiat.

Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan anvendes for å fremstille en cesiumforbindelse, innbefattende men ikke begrenset til cesiumformiat, cesiumnitrat, cesiumklorid, cesiumjodid, cesiumbromid og \ cesiumacetat, omfattende etter tørrvekt: under 1000 ppm av en sulfatgruppe, under 0,3 % barium-, kalsium- eller magnesiumholdige forbindelser, og under 0,2 % av andre flerverdige kationiske urenheter. Cesiumforbindelsen omfatter fortrinnsvis ytterligere, etter tørrvekt, under 0,50 %

>av en kloridgruppe og under 0,3 % aluminium. Fremgangsmåten for rensing i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan også anvendes for å fremstille en forbindelse, innbefattende men ikke begrenset til, cesiumformiat, cesiumnitrat, cesiumklorid,

cesiumjodid, cesiumbromid og cesiumacetat, omfattende etter tørrvekt: under 1000 deler pr. million (ppm), fortrinnsvis under 500 ppm, mer foretrukket under 30 ppm sulfat;

under 1000 ppm, fortrinnsvis under 500 ppm, mer foretrukket under 30 ppm kalsium;

under 1000 ppm, fortrinnsvis under 500 ppm, mer foretrukket under 30 ppm barium; og

under 1000 ppm, fortrinnsvis under 500 ppm, mer foretrukket under 30 ppm magnesium.

I en foretrukken utførelsesform gir de lave innhold av urenheter i det rensede cesiumformiatmateriale særlige fordeler for anvendelse i borefluider.

Med den foreliggende fremgangsmåte gjøres det mulig å i fremstille en forutbestemt cesiumforbindelse, omfattende: å behandle et cesiumholdig materiale med en egnet reagens for å oppløse minst en del av cesiuminnholdet i materialet og å danne en oppslemming; å tilføre til oppslemmingen en base omfattende lesket kalk eller kalsiumkarbonat og en mengde syre i innbefattende anionet til den forutbestemte cesiumforbindelse, dersom det er nødvendig for å fremstille den forutbestemte cesiumforbindelse; og å separere den. forutbestemte cesiumforbindelse hvor separasjonen finner sted i nærvær av det resterende av det opprinnelige cesiumholdige materiale

i (opprinnelig cesium, innbefattende materialrester). Den forutbestemte cesiumforbindelse kan renses ytterligere ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Slik det benyttes her betegner begrepet "forutbestemt cesiumforbindelse" en forbindelse fremstilt ved kombinasjon av i fritt cesiumion og et anion. Eksempler på cesiumforbindelser som kan fremstilles ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse innbefatter, men er ikke begrenset til, cesiumformiat, cesiumsulfat, cesiumklorid, cesiumjodid og cesiumnitrat. Som forklart mer detaljert nedenfor, kan cesium->sulfat fremstilles direkte fra cesiumalun uten behov for til-førsel av ytterligere anion, ved utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse. Ved utførel-sesformer av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende

oppfinnelse anvendt for å fremstille cesiumformiat, cesium-

klorid, cesiumjodid, cesiumnitrat og andre forutbestemte cesiumforbindelser (andre enn cesiumsulfat), anvendes en mengde av en syre innbefattende anionet til den forutbestemte icesiumforbindelse.

Cesiumforbindelsen fremstilt ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan anvendes i et fluid omfattende en cesiumforbindelse, og med spesifikk tetthet mellom 1,2 g/cm<3>

og 2,5 g/cm<3>, og med 10-100 vekt% av cesiumforbindelsen på basis i av tørt salt, og under 85 vekt% av cesiumforbindelsen på basis

av løsningen. Cesiumforbindelsen omfatter fortrinnsvis, etter tørrvekt:

under 1000 ppm av et klorid eller en sulfatgruppe,

under 0,3 % aluminium-, barium-, kalsium- eller magnesiumholdige » forbindelser, og under 0,2 % av andre flerverdige kationiske urenheter. I en alternativ utførelsesform av fluidet kan cesiumforbindelsen omfatte, etter tørrvekt: under 1000 ppm, fortrinnsvis under 500 ppm, mer foretrukket under 30 ppm sulfat;

i under 1000 ppm, fortrinnsvis under 500 ppm, mer foretrukket under 30 ppm kalsium;

under 1000 ppm; fortrinnsvis under 500 ppm, mer foretrukket under 30 ppm barium; og

under 1000 ppm, fortrinnsvis under 500 ppm, mer fore-i trukket under 30 ppm magnesium.

Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan med fordel anvendes til å rense cesiumforbindelser fremstilt ved de forannevnte kjente fremgangsmåter for cesiumproduksjon, og fremgangsmåten for cesiumproduksjon i )henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Fremgangsmåten for fremstilling av cesium, i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan med fordel anvendes til å fremstille cesiumforbindelser på en økonomisk og effektiv måte.

Ytterligere detaljer vedrørende den foreliggende op-> pfinnelse er beskrevet i den etterfølgende detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen.

Kort beskrivelse av tegningene

På tegningene vises:

Figur 1 er et skjematisk blokkdiagram av en utførel-sesform av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

i Figur 3 er en skjematisk fremstilling av en utførel-sesform av en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen.

Figurene 4A-4C illustrerer skjematisk alternative utførelsesformer med ulike aspekter av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

) Figur 5 er en skjematisk fremstilling av en annen utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnerne har kommet frem til en forbedret frem-i gangsmåte for fremstilling av cesiumsalt. Fremgangsmåten er særlig fordelaktig for bruk ved rensing av cesiumforbindelser fremstilt ved en prosess hvor det gjøres bruk av kalk, og den vil derfor i det etterfølgende også bli betegnet som en fremgangsmåte for rensing. Fremgangsmåten for rensing i henhold i til den foreliggende oppfinnelse kan utføres i kommersiell skala ved bruk av vanlige blandebeholdere av industriell størrelse og utstyr for håndtering av det cesiumholdige materiale (f.eks. malm) og sterke syre- og baseløsninger. Valg av det spesielle utstyret som anvendes for å utøve fremgangsmåtene i henhold til i den foreliggende oppfinnelse er antatt å være innenfor fagområdet til en vanlig fagperson innen denne teknikk og blir derfor ikke beskrevet nedenfor.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter en utførelsesform av fremgangsmåten for rensing av cesiumfor-i bindelser fra en cesiumforbindelse som opprinnelig inneholder en ionisk urenhet omfattende kalsium, sulfat, magnesium eller blandinger derav, følgende trinn: å la urenhetene få reagere med egnede utfellingsmidler for å danne uløselige utfellinger som innbefatter urenheten eller urenhetene, idet urenhetene omfatter i kalsium, sulfat, magnesium eller blandinger derav som er til stede i en løsning som innbefatter den oppløste opprinnelige cesiumforbindelse. Foretrukne utfellingsmidler innbefatter bariumioner for å felle ut ioniske sulfaturenheter (SO*<2>-) som bariumsulfat; hydroksylion for å utfelle ioniske magnesiumurenheter som magnesiumhydroksid og for å utfelle ioniske kalsiumurenheter som kalsiumhydroksid; og karbondioksid eller karbonation for å utfelle ioniske kalsiumurenheter som kalsiumkarbonat. De uløselige utfellinger kan separeres fra den rensede cesiumforbindelse ved vanlige teknikker som filtrering og/eller andre egnede fysiske separasjonsteknikker, for eksempel sentrifugering. Ved en utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse, vist skjematisk på Figur 1, får urenhetene i løsningen som innbefatter den oppløste opprinnelige cesiumforbindelse først reagere med bariumion- og hydroksylionutfellingsmidler, og den resulterende løsning får reagere med karbondioksid eller karbonation for å utfelle eventuelle gjenværende ioniske kalsiumurenheter. ;Kilden for bariumioner og kilden for hydroksylioner kan være den samme eller forskjellig. Kilden for bariumioner er bariumhydroksid. Kilden for bariumion benyttes i en tilstrekkelig mengde, og får reagere under betingelser som er tilstrekkelige til å utfelle minst en del av urenhetene. Kilden for bariumion anvendes fortrinnsvis i en mengde, og reageres under betingelser, tilstrekkelige til å utfelle alle eller i hovedsak alle urenhetene. Ved en mer foretrukken utførelsesform av fremgangsmåten for rensing i henhold til den foreliggende oppfinnelse, tilføres bariumioner i en mengde som omtrentlig tilsvarer den støkiometriske mengde av sulfationer som er bestemt å være i løsningen. Mår bariumhydroksid anvendes som barium-ionkilden, kan de uløselige utfellinger innbefatte bariumsulfat, kalsiumhydroksid og/eller magnesiumhydroksid, avhengig av om sulfat-, kalsium- og magnesiumioner er til stede i den opprinnelige cesiumforbindelse. Oppfinnerne bemerker at det er mulig å danne uløselige utfellinger ved bruk av under 0,12 kg bariumhydroksid tilsatt til løsningen per kg opprinnelig cesiumforbindelse som forefinnes i løsningen. ;Egnede kilder for hydroksylioner innbefatter: bariumhydroksid, alkalihydroksider og kalsiumhydroksid, med bariumhydroksid som foretrukken. Kilden for hydroksylion anvendes i en mengde som er tilstrekkelig til, og får reagere under betingelser som er tilstrekkelige til, å utfelle minst en del av urenhetene. Kilden for hydroksylion anvendes fortrinnsvis i en mengde, og reagerer under betingelser, som er tilstrekkelige til å utfelle alle eller i hovedsak alle urenhetene. Ved en foretrukken utførelsesform av fremgangsmåten for rensning i henhold til den foreliggende oppfinnelse, tilføres hydroksylioner i en mengde tilstrekkelig til å heve løsningens resulterende pH til 11,5 eller høyere. I henhold til fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, vil magnesiumioner i løs-ningen utfelles når pH i den resulterende løsning heves til 11,5 eller høyere, og kalsiumioner i løsningen vil utfelles når pH i den resulterende løsning er hevet til høyere enn 13. ;Som indikert ovenfor kan fremgangsmåten for rensing i henhold til den foreliggende oppfinnelse, videre omfatte å reagere karbonationer eller karbondioksid med løsningen som innbefatter den oppløste opprinnelige cesiumforbindelse for å danne et uløselig presipitat som innbefatter minst en del av eventuelle resterende kalsiumioner i løsningen. Egnede kilder for karbonationer innbefatter, men er ikke begrenset til, alkalikarbonater som cesiumkarbonat, kaliumkarbonat eller natriumkarbonat. Kilden for karbonation anvendes i en tilstrekkelig mengde, og reagerer under betingelser tilstrekkelige til å utfelle minst en del av kalsiumionene som er igjen i løsningen. Fortrinnsvis anvendes kilden for karbonation i en mengde, og reageres under betingelser som er tilstrekkelige til å utfelle alle eller i hovedsak alle de resterende kalsiumioner som er igjen i løsningen. ;Generelt avhenger omfanget av renseprosessen for cesiumforbindelsen av den sluttelige anvendelse for den rensede cesiumforbindelse. ;De foregående fremgangsmåtetrinn i henhold til fremgangsmåten for rensing av en cesiumforbindelse ifølge den foreliggende oppfinnelse er særlig velegnede for å rense cesiumforbindelser som cesiumformiat, cesiumklorid, cesiumjodid, cesiumnitrat, cesiumbromid eller cesiumacetat. Disse cesiumforbindelser, og andre slik som cesiumsulfat, kan fremstilles fra cesiumholdige materialer, innbefattende naturlig forekommende mineraler eller malmer, som pollucitt, løsninger innbefattende cesiumaluminiumsulfat, og andre materialer, for eksempel forbrukte katalysatorer eller rester omfattende cesiumfluorid eller cesiumsulfat. ;En løsning innbefattende oppløst cesiumformiat, cesiumklorid, cesiumjodid, cesiumnitrat, cesiumbromid eller cesiumacetat kan fremstilles ved en fremgangsmåte ifølge den foreliggende oppfinnelse omfattende: å behandle et cesiumholdig materiale med en egnet reagens for å oppløse minst en del av cesiumet som finnes i materialet og danne en oppslemming omfattende cesiumalun; ;å tilføre en base omfattende lesket kalk eller kalsiumkarbonat og en syre innbefattende et anion av cesiumformiat, cesiumklorid, cesiumjodid, cesiumnitrat, cesiumbromid eller cesiumacetat til oppslemmingen for å danne oppløst cesiumformiat, cesiumklorid, cesiumjodid, cesiumnitrat, cesiumbromid eller cesiumacetat; og ;å separere ut den oppløste cesiumforbindelsesløsning i nærvær av det resterende av det opprinnelige cesiumholdige materiale. ;Egnede kilder for hydroksylion (baser) innbefatter hydroksider av metall valgt blant gruppe IA eller 2A i det periodiske system, eller blandinger derav. For eksempel kan kilden for hydroksylion (base) omfatte kalk, lesket kalk, kaliumhydroksid, natriumhydroksid, cesiumhydroksid eller en blanding derav, med lesket kalk som foretrukken. Kilden for hydroksylion benyttes i en tilstrekkelig mengde, og reageres under betingelser tilstrekkelige til å justere pH-verdien i løsningen til et nivå slik at minst en del av urenhetene utfelles. I henhold til fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, vil magnesiumioner i løsningen utfelles når pH i den resulterende løsning heves til 11,5 eller høyere. ;Som indikert ovenfor kan denne utførelsesform av fremgangsmåten for rensing ifølge den foreliggende oppfinnelse ytterligere omfatte å reagere karbonationer, eller karbondioksid med løsningen innbefattende det oppløste opprinnelige cesiumsulfat for å danne et uløselig presipitat innbefattende minst en del av resterende eventuelle kalsiumioner i løsningen.Egnede kilder for karbonation innbefatter, men er ikke begrenset til, alkalikarbonater som cesiumkarbonat, kaliumkarbonat eller natriumkarbonat. Kilden til karbonation benyttes i en tilstrekkelig mengde, og reageres under betingelser tilstrekkelige til å utfelle minst en del av kaliumionene som er igjen i løsningen. Kilden for karbonation benyttes fortrinnsvis i en mengde, og reageres under betingelser, tilstrekkelige til å utfelle alle eller i hovedsak alle kalsiumioner som er igjen i løsningen. ;Cesiumsalt fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes for å tilveiebringe et fluid med høy spesifikk tetthet, hvilket omfatter en vandig blanding på basis av tørt salt av mellom 10 og 100 % av en cesiumforbindelse som er blitt renset i henhold til én av fremgangsmåtene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fluidet med høy spesifikk tetthet som blir produsert har ulike anvendelser, innbefattende anvendelse som et borefluid eller ved prosesser for mineralekstraksjon. Fluidet med høy spesifikk tetthet som er overveid ved' denne oppfinnelse har en spesifikk tetthet mellom 1,2 g/cm<3>og 2,5 g/cm<3>og er på basis av tørt salt, og omfatter under 1000 ppm etter vekt av klorid- eller sulfatanioner; under 0,3 vekt% av materialer som aluminium-, barium-, kalsium-, eller magnesiuminnbefattende forbindelser; og under 0,2 vekt% totalt av andre flerverdige kationiske urenheter. Ved en foretrukken utførelsesform omfatter cesiumforbindelsen: under 1000 ppm, mer foretrukket under 500 ppm, enda mer foretrukket under 30 ppm sulfat; ;under 1000 ppm, mer foretrukket under 500 ppm, enda mer foretrukket under 30 ppm kalsium; ;under 1000 ppm, mer foretrukket under 500 ppm, enda mer foretrukket under 30 ppm barium; og ;under 1000 ppm, mer foretrukket under 500 ppm, enda mer foretrukket under 30 ppm magnesium. ;Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan utføres ved bruk av konvensjonelle blandebeholdere og utstyr i industriell målestokk for håndtering av cesiumholdige materialer (f. eks. malm) og sterke syre- og baseløsninger. Valget av det faktiske utstyr som skal anvendes for å utøve fremgangsmåtene i henhold til den foreliggende oppfinnelse menes å være innenfor fagområdet til en fagmann ;innen denne teknikk, og er derfor ikke beskrevet nedenfor. ;Med henvisning til en utførelsesform av oppfinnelsen illustrert på Figur 3, kombineres et cesiumholdig materiale, som pollucittmalm, og en syre egnet for å oppta malmen og å oppløse i det minste cesiumet som er til stede for å danne en oppslemming. Egnede syrer innbefatter, men er ikke begrenset til, mineralsyrer (f.eks. svovelsyre) og fluor-, hydrobrom- og saltsyrer. Vann kan også tilføres for å være behjelpelig ved oppløsningen av cesiumet og eventuelt aluminium og andre alkalimetaller som kan være til stede i malmen. For videre å være til hjelp ved oppløsningen av cesiumet og eventuelle andre alkalimetaller og aluminium i malmen, kan malmen pulveriseres før den kombineres med syren. I en foretrukken utførelsesform oppmales malmen til en partikkelstørrelse som omtrent tilsvarer 0,074 mm eller mindre (-200 mesh). ;Ved én utførelsesform er mengden syre som blandes med malmen lik eller i overskudd, fortrinnsvis større enn 110 %, av den støkiometriske mengde syre som teoretisk behøves for å oppløse alt cesium og eventuelt aluminium og/eller andre alkalimetaller til stede i malmen. (Innholdet av cesium, aluminium og alkalimetall i malmen kan hensiktsmessig bestemmes ved analyse av malmen). Ved en annen utførelsesform av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, anvendes en 45 vekt%-løsning ved bruk av 93 vekt% svovelsyre i et forhold på 0,2 til 0,8 kg malm pr. 1 syreløsning. ;Som det vil innses av fagpersoner, kan syren som anvendes for å danne oppslemmingen være en enkelt syre eller en blanding av syrer. Mengden av syre og/eller valget av syren eller syreblandingen avhenger av sammensetning til malmen eller restmaterialet hvorfra cesium skal ekstraheres. Selv om de følgende eksempler og diskusjoner henviser til pollucittmalm, som her anvendes, skal begrepet "cesiumholdige materialer" innbefatte alle naturlig forekommende cesiumholdige mineraler eller malmer, såvel som andre faste eller flytende materialer som omfatter cesium, innbefattende prosessrester, som forbrukt katalysatormateriale. ;Cesiumalun dannes som et mellomprodukt i prosessen. Dannelse av cesiumalunmellomprodukt påkrever nærvær av sulfationer og aluminiumioner. Hvis syren eller syreblandingen ikke innbefatter svovelsyre, kan en kilde for sulfationer tilføres for å lette dannelsen av et cesiumalun-mellomprodukt. Dersom det cesiumholdige materiale ikke innbefatter aluminium, kan en kilde for aluminiumioner tilføres for å lette dannelsen av cesiumalun. ;Som vist på Figur 4A kan syren resirkuleres til malmoppløsningsbeholderen, noe som vil redusere mengden av syre som anvendes. ;Oppløsningen av malmen og syreblandingen gjennomføres fortrinnsvis under betingelser og i en tidsperiode som er tilstrekkelig til å ekstrahere en tilstrekkelig mengde cesium fra malmen for å gjøre den totale fremgangsmåte kommersielt virkningsfull. Mer foretrukket får reaksjonen fortsette inntil minst omtrent 90 % av cesiumet er oppløst fra malmen, noe som kan bestemmes ved analyse av den forbrukte malm. Ved én utfør-elsesform av oppfinnelsen, fortsettes reaksjonen av malmen og syren med varm svovelsyre ved en temperatur fra 115 °C til 200 °C, og fortrinnsvis ved en temperatur på ca. 120 °C. Reaksjon {eller oppløsnings-) perioden er fortrinnsvis minst 4 timer, og mer foretrukket ca. 16 timer. Når en kortere oppløsningsperiode eller lavere svovelsyretemperatur anvendes, er cesium-oppløsningen fra malmen mindre fullstendig. Under reaksjonen blir den varme oppløsningsvæske i økende grad pastalignende i konsistensen. Ytterligere vann kan tilføres for å opprettholde det opprinnelige volum av blandingen. Dersom det fordampede vann ikke erstattes kan oppslemmingen med tiden størkne. Eventuelt kan det opprinnelige volum av blandingen opprettholdes ved tilbakeløp. Når aluminium er til stede i malmen, omfatter malm/svovelsyreoppslemmingen oppløst cesiumaluminiumsulfat {også betegnet her som cesiumalun), dannet fra cesiumet oppløst i malmen. Når et overskudd av syre er til stede etter at det ønskede oppløsningsnivå er oppnådd, kan oppslemmingen eventuelt fortynnes med vann og avkjøles til ca. 30 °C for å krystallisere ut cesiumalun. Den resterende svovelsyre i blandingen dekanteres fortrinnsvis og resirkuleres; og den resterende forbrukte malm og cesiumalun kan eventuelt gjenoppslemmes. (Se igjen Figur 4A). Gjenoppslemming kan gjennomføres ved tilførsel av vann til den forbrukte malm og cesiumalun. Løseligheten til cesiumalun i oppslemmingen er hovedsakelig en funksjon av van-nvolumet og temperaturen som benyttes, og derfor kan betingel-sene for rekrystallisering av cesiumalun lett bestemmes av dem som er fagfolk på området. Ved en foretrukken utførelsesform er temperaturen ved gjenoppslemmingen etter vanntilsats ca. 100 °C. ;Med henvisning til Figur 4B, vil vanlige fagpersoner identifisere at cesiumalun og til slutt den forutbestemte cesiumforbindelse kan renses ytterligere ved dette stadium i fremgangsmåten ved rekrystallisering av det oppløste cesium-aluminuimsulfat i oppslemmingen for ytterligere prosessering. Rekrystallisasjonsprosessen kan repeteres så mange ganger det er ønskelig for ytterligere å rense cesiumalunet. ;Med henvisning på ny til Figur 3, tilføres en base omfattende lesket kalk eller kalsiumkarbonat og eventuelt en syre innbefattende anionet til den forutbestemte cesiumforbindelse, til oppslemmingen og den forbrukte malm, enten samtidig eller i vilkårlig rekkefølge, for å justere pH til fra 4 til 9. ;Den leskede kalk prepareres ved å kontaktere kalkstein (kalsiumoksid) med vann ("lesking"). Leskingsreaksjonen er gitt ved ligning (1). ; Ved å forleske kalken kan pH styres slik at nivået av aluminium- og kalsiumurenheter i den oppløste cesiumforbindelse minimeres. ;Ved en foretrukken utførelsesform omfatter basen lesket kalk. Den leskede kalk får reagere med oppslemmingen og syren under betingelser som er tilstrekkelige, og i en tilstrekkelig lang tidsperiode, til å gi utfelling av aluminium, eventuelt silika og/eller jern oppløst i væskekomponenten i oppslemmingen. Som gitt ovenfor, tilføres tilstrekkelig base til blandingen for å nå en pH i området ca. 4 til ca. 9, for å oppnå utfellingen av aluminiumhydroksidet. I en mer foretrukken utførelsesform tilføres base for å nå en pH på ca. 7 til ca. 8. I dette mer foretrukne pH-område oppnås i hovedsak fullstendig utfelling av oppløst aluminium. ;Etter tilførsel av den leskede kalk, skilles den forbrukte malm, det utfelte aluminiumhydroksid, og det utfelte kalsiumsulfat fra blandingen som innbefatter de oppløste cesiumioner. Fraskillelsen kan gjennomføres med alle kjente anordninger, som filtrering. ;I henhold til oppfinnelsen anvendes den forbrukte malm eller uoppløste del av det cesiumholdige materiale som hjelp ved filtreringen for fraskillelse av aluminiumhydroksidet som er dannet ved tilsats av base til den syreoppløste malm eller det behandlede cesiumholdige materiale. Bruk av den forbrukte malm eller det uoppløste materiale bedrer filtreringsraten av aluminiumhydroksidet som er dannet såvel som at det letter vaskbarheten til de faste stoffer for således å maksimere utvinningsgraden av cesium. Innbefattelse av forbrukt malm forbedrer også komprimerbarheten og vannfjerningen av faste stoffer. ;Ved en annen foretrukken utførelsesform anvendes lesket kalk og kalsiumkarbonat sammen. Den leskede kalk og kal-siumkarbonatet, anvendt enten alene eller i kombinasjon, kan også anvendes med én eller flere ytterligere baser som omfatter et ion av et metall valgt fra gruppe IA (alkalimetaller) og 2A (jordalkalimetaller) i det periodiske system, og blandinger derav. Eksempler på slike tilsatsbaser innbefatter KOH, NaOH, K2C03, Na2C03, RbOH, Rb2C03, LiOH, Li2C03, Mg(OH)2, MgC03, Cs2C03, og CsOH. ;Valget av syren som benyttes til å fremstille den forutbestemte cesiumforbindelse, og som tilføres til oppslemmingen (og eventuelt gjenoppslemming) avhenger av den eller de spesielle cesiumforbindelser som er ønsket. Dersom det for ;■ eksempel er ønskelig å fremstille cesiumnitrat, tilføres en kombinasjon av lesket kalk og salpetersyre i en mengde tilstrekkelig til å justere pH i blandingen til ca. 7 til 8. Dét antas at reaksjonen foregår i henhold til ligning (2) og at tilsvarende reaksjoner vil finne sted med andre syrer: ; ; Eksempler på syrer som er egnede for anvendelse ved fremstilling av en forutbestemt cesiumforbindelse {eller cesiumsalt), innbefatter, men er ikke begrenset til syrene fremsatt i Tabell 1: ; Som det vil ses av dem med ordinær fagkyndighet, gir Tabell 1 en liste av eksempler på syrer som kan anvendes, og den er ikke å oppfatte som en fullstendig eller uttømmende liste av egnede syrer. Egnede syrer innbefatter derimot alle syrer som vil reagere med cesiumioner slik at sluttproduktet blir den ønskede cesiumforbindelse. ;Med henvisning til Figur 4C kan den oppløste cesiumforbindelse renses eller "poleres" for å fjerne spor av urenheter, i henhold til en utførelsesform av fremgangsmåten for rensing i henhold til den foreliggende oppfinnelse, som en del av separasjonen og utvinningstrinnet. Som vist på Figur 4C kan løselige forbindelser av barium og løselige forbindelser av karbonat (eller karbondioksid) tilføres til løsningsblandingen innbefattende oppløste ioner av cesium og anionet av den forutbestemte cesiumforbindelse. Ved polering tilføres vanligvis under 0,12 kg bariumhydroksid pr. 1 kg cesiumforbindelse som forefinnes i løsningen. Uløselig bariumsulfat, kalsiumhydroksid og magnesiumhydroksid dannet som et resultat av poleringstrinnet kan fjernes ved filtrering. Resterende kalsiumioner i løsning kan fjernes ved tilsats av alkalikarbonater som cesiumkarbonat, kaliumkarbonat eller natriumkarbonat, eller ved behandling med karbondioksid, for å utfelle uløselig kalsiumkarbonat. Alkalikarbonatet benyttes i en mengde tilstrekkelig til å utfelle alle kalsiumioner som er til stede i løsningsblandingen. Omfanget hvorved rensingen av den forutbestemte cesiumforbindelse utføres er avhengig av sluttbruken for cesiumforbindelsen. ;Etter polering har løsningen som innbefatter den op-pløste cesiumforbindelse en forhøyet pH, større enn 11. For å bedre utvinningen av cesiumforbindelsen, blir en ytterligere mengde syre (av typen anvendt for å danne den forutbestemte cesiumforbindelse) tilført for å justere pH i løsningen til en ønsket verdi. Den ønskede pH er avhengig av den påtenkte slut-tbruk. Cesiumforbindelsen kan deretter utvinnes eller separeres ut, for eksempel ved å drive av vannet ved oppvarming. ;Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan den forutbestemte cesiumforbindelse utvinnes som et fast stoff eller i løsning, eller som en løsning eller oppløst blanding innbefattende den forutbestemte cesiumforbindelse og én eller flere forbindelser som omfatter et ulikt metall (f.eks. alkalimetaller) og anionet til den forutbestemte cesiumforbindelse. ;Med henvisning til Figur 5 illustreres en utførelses-form av den foreliggende oppfinnelse hvor basen omfatter lesket kalk eller kalsiumkarbonat, og syre innbefattende anionet til den forutbestemte cesiumforbindelse, tilføres etter at malmen/syreløsningsoppslemmingen er blitt behandlet med en første mengde av base. Som diskutert ovenfor og illustrert på Figur 3 bringes malmen, som fortrinnsvis er oppmalt til en størrelse på -200 mesh, i kontakt med en egnet syre (f.eks. svovelsyre) og vann i en prosesstank for oppløsning av cesium og aluminium fra malmen. Mengden syre som benyttes i dette trinn er fortrinnsvis minst en støkiometrisk mengde med hensyn til gruppe lA-elementene i det periodiske system og aluminium som finnes i malmen. Vann kan tilføres for å opprettholde det alminnelige volum. Selv om det ikke er vist kan utførelsesformen av oppfinnelsen som er illustrert på Figur 5 ytterligere innbefatte å kjøle den varme løsningsoppslemning for å få cesiumalun og forbrukt malm til å krystallisere cesiumalunet, og dekantere væsken som flyter oppnå, som kan innbefatte ureagert syre i overskudd, og å gjenoppslemme det krystalliserte cesiumalun og forbrukt malm i vann. Selv om ingen syre i overskudd er til stede, kan krystallisasjonen og gjenoppslemningstrinnene utføres. ;Med henvisning på ny til Figur 5 blandes den første mengde av base med den varme løsningsoppslemning, eller alternativt med gjenoppslemningen av cesiumalun og forbrukt malm, for å justere pH til ca. 4 til ca. 9. Basen omfatter et ion av et metall valgt fra gruppene IA og 2A i det periodiske system (f.eks. lesket kalk, kalsiumkarbonat, kalk, kaliumhydroksid, natriumhydroksid, kaliumkarbonat, natriumkarbonat) og blandinger derav. Basen får reagere med oppslemningen eller alternativt gjenoppslemmingen under betingelser som er tilstrekkelige, og i en tilstrekkelig tidsperiode, til å gi utfelling av aluminiumet som aluminiumhydroksid (A1(0H)3; for å gi utfelling av eventuelt silika og jern som er oppløst i oppslemmingen eller gjenoppslemmingen, og for å gi dannelse av oppløst cesiumsulfat. Det antas at utfellingen vanligvis finner sted i henhold til reaksjonen illustrert ved ligning (3): ; Etter tilsatsen av lesket kalk og dannelsen av oppløst cesiumsulfat, skilles de viktigste faste stoffer, f. eks. utfelt aluminiumhydroksid. Utfelt kalsiumsulfat og forbrukt malm, fra blandingens flytende komponent. Den flytende komponent innbefatter rå-cesiumsulfat. Separasjonen kan utføres på enhver kjent måte, som ved filtrering. ;Oppfinnerne har funnet at forbrukt malm letter filtreringen, vaskingen og fjerningen av vann fra den utfelte A1(0H)3- og CaS042H20-kake, mye på samme måte som den økte filtrering som ble oppnådd ved tilsats av granulært silika som et filtreringshjelpemiddel. ;En andre base omfattende lesket kalk eller kalsiumkarbonat og en syre innbefattende et anion til den forutbestemte cesiumforbindelse tilføres deretter til det oppløste cesiumsulfat. Reaksjonsmekanismen fortsetter i henhold til mekanismen identifisert ved ligning (4) nedenfor: ; Et lite overskudd av lesket kalk kan tilføres for å oppnå en pH tilstrekkelig til å utfelle, som magnesiumhydroksid, minst en del av eller fortrinnsvis alt eller nærmest alt, av eventuelle spormengder av løselig magnesium til stede i blandingen, for å lette dets fjerning ved kjente separasjonsteknikker. ;Syren velges slik at den inneholder anionet til cesiumforbindelsen som er ønsket som sluttprodukt. Eksempler er fremsatt i Tabell 1. ;Den andre base kan videre innbefatte baser omfattende et ion av et metall valgt fra gruppene IA og 2A i det periodiske system, og blandinger derav. For eksempel kan den andre base omfatte lesket kalk eller kalsiumkarbonat, eller lesket kalk og/eller kalsiumkarbonat og én eller flere av de følgende baser: kaliumhydroksid, natriumhydroksid, kaliumkarbonat og natriumkarbonat. ;For videre å rense cesiumforbindelsene oppnådd ved denne utførelsesform kan en utførelsesform av fremgangsmåten for rensing i henhold til den foreliggende oppfinnelse utøves på samme måte som diskutert tidligere. ;Etter polering (rensing) har løsningen som innbefatter i den oppløste cesiumforbindelse en forhøyet pH større enn 11. For å bedre utvinningen av cesiumforbindelsen tilføres en ytterligere mengde av syre (av typen anvendt for å danne den forutbestemte cesiumforbindelse) for å justere pH i løsningen til en ønsket verdi. Den ønskede pH er avhengig av den påtenkte i anvendelse. Cesiumforbindelsen kan deretter utvinnes eller separeres vekk, f.eks. ved å drive av vann ved oppvarming. ;Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan den forutbestemte cesiumforbindelse utvinnes som et fast stoff eller i løsning, eller som et fast stoff eller en løsningsblanding innbefattende den forutbestemte cesiumforbindelse og én eller flere forbindelser omfattende et ulikt metall (f.eks. alkalimetaller) og anionet til den forutbestemte cesiumforbindelse. ;Et spekter av cesiumforbindelser av varierende sammensetning og renhet, hvilke er blitt renset eller fremstilt og renset i henhold til den foreliggende oppfinnelse, er egnede for anvendelse som borefluider eller tunge medium se-parasjonsfluider. Alternativt kan salter av andre metaller, som natrium eller kalium, dannes samtidig med de forutbestemte cesiumforbindelser ved å tilføres slike ioner til løsnings-blandingene omfattende oppløst cesium ved ethvert trinn i prosessen. Ved én utførelsesform fremstilles f.eks. et cesiumformiat ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, og natriumformiat eller kaliumformiat dannes derved samtidig for å fremstille et produkt av blandet salt. Sammensetningen til saltet eller saltblandingen som er fremstilt avhenger av anionet til syren og kationene til basene som anvendes, og mengdene derav, hvilke reageres med det oppløste cesiumsulfat eller med det oppløste cesiumalun. ;Trekkene ved oppfinnelsen beskrives videre og repre-senteres ved de følgende ikke-begrensende eksempler. Fluidet med høy spesifikk tetthet kan videre omfatte forbindelser av natrium eller kalium, hvor anionet til forbindelsen er det samme som det for cesiumforbindelsen som er innbefattet i fluidet. ;Kjemisk analyse av cesiumforbindelsene ble utført ved bruk av konvensjonell gravimetrisk analyse, emisjonsspektro-grafisk analyse og atomabsorpsjonsteknikker, velkjente for i fagpersoner. ;Eksempel 1 ;Dette eksempel illustrerer fremstilling av cesiumformiat via en ettrinnsreaksjon, og rensing av cesiumformiatet, ved ;> bruk av en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse. ;Et glassbeger på 4 1 ble fylt med 444 g oppmalt pollucittmalm med nominell størrelse -200 mesh, 670 ml vann og 320 ml 98 vekt%-H2SC"4. Dette representerer ca. 82 % overskudd av syre i forhold til det støkiometriske behov for oppløsning av alkalimetaller og aluminium fra malmen. Blandingen ble kon-tinuerlig omrørt mens den var oppvarmet til ca. 115 °C i 16 timer. Utlutingsvolumet ble opprettholdt ved tilførsel av vann. ;Etter 16 timer ble oppslemmingen fortynnet til et volum på 2200 ml med vann, gjenoppvarmet til ca. 80-90 °C, deretter avkjølt til romtemperatur. En dekantering på 940 ml ble tatt for å fjerne det meste av den resterende ureagerte svovelsyre. 900 ml vann ble deretter tilført for å gjenoppslemme den forbrukte malm og krystallisert cesiumalun, og gjenoppslemningsblandingen ble deretter varmet til 80 °C under omrøring. ;En oppslemming av lesket kalk, fremstilt av 185 g kalsiumoksid og 700 ml vann, ble tilført til den oppvarmede gjenoppslemningsblanding av cesiumalun og forbrukt malm sammen med 30 ml av 88 vekt% maursyre. Etter disse tilsatser ble pH i den resulterende blanding lik 7,5. Blandingen ble varmet til ca. ;79<0>C og omrørt i 1 time. ;Den flytende komponent i blandingen (som inneholdt det oppløste cesiumformiat) ble deretter separert vekk fra den forbrukte malm og Al(OH)3-og CaS04-utfellingene ved filtrering. Den filtrerte rest veide 736 g på basis av tørrvekt. En vask med 600 ml kokende vann ble utført på de filtrerte faste stoffer. Filtratene innbefattende det oppløste cesiumformiat ble i kombinert og blandet først med 38 g Ba(OH)2• 8 H20 for å fjerne resterende S04"<2>; deretter med 15 g CS2CO3, for å fjerne resterende kalsiumioner. Det oppløste cesiumformiatprodukt ble deretter filtrert for å separere vekk bariumsulfat, kalsiumkarbonat, kalsiumhydroksid og magnesiumhydroksid. Filtratet ble 1 deretter analysert og ble funnet å ha følgende kjemiske sammensetning. (Verdier er målt som deler pr. million på grun-nla<q>av tørrvekten av cesiumformiatproduktet ; Det totale ekstraksjonsutbytte var ca. 85 %. ;Cesiumformiatet innbefattende filtrat ble deretter blandet med en minimal mengde 88 vekt% maursyre (under 1 ml) for å justere pH i løsningen til en verdi fra ca. 6 til ca. 7. Cesiumformiatfiltratet ble deretter fordampet til et sluttelig volum på 53 ml; hvilket hadde en tetthet på 2,20 g/ml (ca. 79 % CsCOOH). ;Eksempel 2 ;Dette eksempel illustrerer også fremstillingen av cesiumformiat og rensingen av cesiumformiat, ved bruk av en fremgangsmåte i henhold til den foreliggende oppfinnelse. ;Et glassbeger på 4 1 ble fylt med 444 g pollucitt oppmalt til -200 mesh, 670 ml vann, og 310 ml 98 % H2S04. Blandingen ble blandet og oppvarmet ved ca. 115 °C i 16 timer. Otlutingsvolumet ble opprettholdt med tilført vann. ;Etter 16 timer ble oppslemmingen fortynnet til et volum på 2200-2500 ml med vann, gjenoppvarmet, og deretter avkjølt til romtemperatur. En dekantering på 1135 ml ble tatt for å fjerne det meste av den resterende svovelsyre. Det resterende cesiumalun pluss forbrukt malm ble gjenoppslemmet med ca. 800 ml vann, og varmet til ca. 70 °C under omrøring. ;En oppslemming av lesket kalk fremstilt av 150 g kalsiumoksid i ca. 500 ml vann ble tilført, og det ble oppnådd en pH på 7-8. Oppslemmingen ble blandet i 1,5 time ved 90 °C, avkjølt til 60 °C og deretter filtrert for å separere bort de uløselige faste stoffer innbefattende aluminiumhydroksid, kalsiumsulfat og forbrukt malm. På basis av tørr vekt veide de uløselige stoffer som ble separert bort fra oppslemmingen 675 g. ;Det resulterende Cs2S04-filtrat pluss vaskevann ble varmet til 70 °C, og en blanding av 20 g kalsiumoksid i 100 ml vann og 28 ml 88 vekt% maursyre ble tilført under omrøring. En ytterligere oppslemming av 2 g kalsiumoksid i minimalt med vann ble tilført for å heve pH til over 11,5, for å utfelle magnesiumhydroksid. ;Blandingen ble varmet til 50 °C og blandet i 1,5 time, etterfulgt av filtrering og vasking i vann av de oppsamlede faste stoffer. Cesiumformiatfiltratet ble deretter renset ved følgende trinn: Cesiumformiatfiltratet ble blandet med 20 g Ba(OH)2 • 8 H20 for å fjerne resterende SC*<r2->ioner som BaS04, og deretter med 20 g Cs2C03for å fjerne resterende kalsium som CaCo3. Utfellingen av BaS04ble filtrert vekk før behandlingen med Cs2C03. Etter bortfiltrering av utfellingen av CaC03; ble det sluttelig rensede eller polerte CsCOOH-filtrat analysert og bestemt å ha følgende sammensetning:

Det totale ekstraksjonsutbytte var ca. 80 %.

Cesiumformiatfiltratet ble blandet med en minimal

mengde 88 vekt% maursyre (under 1 ml) for å justere løsningens pH til mellom 6 og 7. Cesiumformiatfiltratet ble fordampet til sluttvolum på 42 ml, hvilket hadde en tetthet på 2,34 g/ml (ca.

83 % CsCOOH).

Eksempel 3

Dette eksempel illustrerer fremstilling av cesiumnitrat og rensing av cesiumnitratet ved bruk av en fremgangsmåte i

henhold til den foreliggende oppfinnelse.

En prosesstank på 94 64 1 ble fylt med 1325 1 vann og 662 1 93% teknisk kvalitet H2S04. 980 kg pollucittmalm oppmalt til -200 mesh ble tilført under omrøring. Blandingen fikk reagere ved ca. 115 °C - 120 °C i 16 timer. Utlutingsvolumet ble opprettholdt med tilsats av vann. Etter 16 timer ble oppslemmingen fortynnet til et volum på ca. 7571 1 med vann, gjenoppvarmet til 90 °C og deretter avkjølt til romtemperatur. En dekantering på ca. 5300 1 ble foretatt for å fjerne det meste av den resterende svovelsyre. Det resterende cesiumalun pluss forbrukt malm ble gjenoppslemmet med ca. 5300 1 vann, oppvarmet til 90 °C under omrøring, og filtrert gjennom en filtérpresse for å fjerne den forbrukte malm. 757 1 vann ble også sendt gjennom filterpressen, som et vasketrinn. Den varme cesiumalunløsning innbefattende vaskevann ble fordampet til et volum på ca. 4921

1, og den fikk stå for å avkjøles til romtemperatur. En dekantering på ca. 3785 1 ble foretatt. Cesiumalunet ble rekrystallisert en andre gang for ytterligere rensing. Det rensede cesiumalun ble gjenoppslemmet i 3785 1 vann og oppvarmet. En oppslemming på 121 kg kalsiumhydroksid lesket i ca. 473 1 vann, ble tilført til den rensede gjenoppslemming for å nå en pH lik 8,1. Oppslemmingen ble blandet i ca. 1 time ved 80 °C, avkjølt til ca. 60 °C og filtrert. Det resulterende filtrat av Cs2S04pluss vann ble oppvarmet til ca. 80 °C, og en oppslemming av lesket kalk omfattende 36,3 kg kalsiumhydroksid i 473 1 vann, og 90 kg 70 % HNO3, ble tilført under omrøring. Blandingens pH ble målt å være større enn 11,5. Blandingen ble omrørt i 2 timer etterfulgt av filtrering for å fjerne uløselige stoffer som kalsiumsulfat, kalsiumhydroksid og magnesiumhydroksid. Filtratet av CS2NO3ble fordampet til ca. 1514 1. Omtrent 30 kg Ba(OH)2-8H20 ble tilført for å fjerne resterende S04~<2>som BaS04. Deretter ble 13,6 kg Cs2C03tilført for å fjerne resterende kalsium som CaC03. Etter at bariumsulfat, kalsiumhydroksid og kalsiumkarbonat var bortfiltrert som utfellinger, ble filtratet av CsN03justert til en pH-verdi lik ca. 7 med HNO3, og oppvarmet for å fordampe vann. Det resulterende produkt utgjorde 141,6 kg krystaller av CSNO3. Det tørkede CsN03hadde følgende kjemiske sammensetning:

Eksempel 4

Dette eksempel illustrerer rensing av cesiumformiat-løsning innbefattende over 5 g pr. 1 sulfat, over 1 g pr. 1 kalsium, og ca. 0,5 g pr. 1 magnesium, i henhold til en fremgangsmåte ifølge den foreliggende oppfinnelse. På basis av tørt cesiumformiat representerer dette over 5 % sulfat, over 1 % kalsium, og ca. 600 ppm magnesium.

Omtrent 4921 1 fortynnet cesiumformiatløsning (5-10 % CsCOOH) ble blandet med 13,6 kg kalk (lesket) for å heve pH fra 7,1 til over 12. Blandingen ble fordampet til et volum på ca. 1893 1, og det flytende cesiumformiat ble filtrert for å fjerne utfelt Mg(OH)2og CaS04. Cesiumformiatfiltratet ble varmet til over 60 °C, og 50 kg Ba(OH)2H20 ble tilført. Det utfelte BaS04og Ca(OH)2ble fjernet ved filtrering. Resterende løselige kalsiumioner ble utfelt fra cesiumformiatfiltratet som kalsiumkarbonat ved tilsats av 0,9 kg kaliumkarbonat. Det utfelte kalsiumkarbonat ble fjernet ved filtrering, og cesiumformiatet ble fordampet til en spesifikk tetthet på ca. 2,3 g/ml (til-nærmet 82 % cesiumformiat). En liten mengde av 90 % maursyre ble tilført for å justere pH i det sluttelige flytende cesiumformiat til mellom 8 og 9. Det sluttelige flytende cesiumformiat ble analysert, og hadde på basis av tørt cesiumformiat følgende kjemiske sammensetning:

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et cesiumsalt,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter (a) å behandle cesiumalun med lesket kalk eller kalsiumkarbonat og en syre for å fremstille et cesiumsalt av syren og et uoppløst faststoff omfattende aluminiumhydroksid, hvori nevnte cesiumsalt inkluderer kalsiumioner og sulfationer som urenheter; (b) separering av cesiumsaltoppløsningen fra det uoppløste faste stoff; og (c) tilførsel av bariumhydroksid til løsningen av cesiumsaltet inneholdende urenhetene i en mengde tilstrekkelig til å utfelle sulfationer for å tilveiebringe cesiumsaltet med mindre enn 1000 ppm sulfationer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat bariumhydroksidet tilføres i trinn (c) i en mengde tilstrekkelig til å heve pH i løsningen til minst 11,5 for å tilveiebringe cesiumsaltet med mindre enn 500 ppm sulfationer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedved at den videre omfatter (d) å tilføre karbonation eller karbondioksid for å utfelle kalsiumion for å tilveiebringe nevnte cesiumforbindelse med mindre enn 500 ppm kalsiumioner og mindre enn 500 ppm sulfationer.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedved at cesiumsaltet oppnådd i trinn (a) videre omfatter magnesiumionurenhet og at nevnte bariumhydroksid tilføres til nevnte løsning i trinn (c) i en mengde tilstrekkelig til å heve pH til minst 11,5 for å utfelle magnesiumion for å tilveiebringe nevnte cesiumforbindelse med mindre enn 500 ppm magnesiumioner og mindre enn 500 ppm sulfationer.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat nevnte bariumhydroksid tilføres i trinn (c) i en mengde tilstrekkelig til å heve pH i løsningen til minst 13 for å utfelle kalsium for å tilveiebringe nevnte cesiumforbindelse med mindre enn 500 ppm kalsiumioner, mindre enn 500 ppm magnesiumioner og mindre enn 500 ppm sulfationer.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat den videre omfatter (d) tilførsel av karbonation eller karbondioksid for å utfelle kalsiumioner for å tilveiebringe nevnte cesiumforbindelse med mindre enn 500 ppm kalsiumioner, mindre enn 500 ppm magnesiumioner og mindre enn 500 ppm sulfationer.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert vedat nevnte bariumhydroksid tilføres i trinn (c) i en mengde tilstrekkelig til å utfelle sulfationene for å tilveiebringe nevnte cesiumsalt med mindre enn 30 ppm sulfationer.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert vedat nevnte cesiumsalt velges blant cesiumnitrat, cesiumformiat, cesiumklorid, cesiumbromid, cesiumacetat og cesiumiodid.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,karakterisert vedat nevnte cesiumsalt utvinnes med mindre enn 30 ppm urenheter av sulfat og kalsium.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,karakterisert vedat nevnte cesiumsalt utvinnes med ikke mer enn 30 ppm magnesiumioner.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst foregående krav, karakterisert vedat nevnte cesiumsalt er cesiumformiat.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert vedat nevnte cesiumformiat er utvunnet med mindre enn 30 ppm urenheter av sulfat- og kalsiumioner.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12,karakterisert vedat nevnte cesiumformiat er utvunnet med ikke mer enn ca. 30 ppm magnesiumioner.