SK285016B6

SK285016B6 - Spôsob výroby céznej soli

Info

Publication number: SK285016B6
Application number: SK1356-97A
Authority: SK
Inventors: Bart F. Bakke; Patrick M. Brown; Michael C. Northrup
Original assignee: Cabot Corporation
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 2006-04-06
Also published as: EP1254942A3; NO974590D0; LV12016B; CN1186480A; CN1515492A; CA2217343A1; JPH11503169A; EP0819098A1; NO323650B1; AU5535096A; CA2217343C; HUP9900897A2; CN1295295C; DE69629285T2; LV12016A; HU221823B1; DE69629285D1; EP1254942A2; CZ296292B6; BR9604937A

Abstract

Spôsob výroby céznej soli, pri ktorom sa a) na kamenec cézny pôsobí haseným vápnom alebo uhličitanom vápenatým a kyselinou alebo soľou uvedenej kyseliny za vzniku céznej soli uvedenej kyseliny, pričom nerozpustená pevná látka obsahuje hydroxid hlinitý a cézna soľ zahrnuje cézne ióny a síranové ióny ako prímesi; b) roztok rozpustenej céznej soli sa oddelí od nerozpustenej pevnej látky; a c) do roztoku céznej soli obsahujúceho prímesi sa pridá hydroxid bárnatý v množstve dostatočnom na vyzrážanie síranových iónov a poskytnutie céznej soli, ktorá bude obsahovať menej ako 1000 mg/l síranového iónu.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu čistenia céznych zlúčenín, spôsobov prípravy a izolácie cézia z materiálov obsahujúcich cézium, výhodne vo forme požadovanej céznej zlúčeniny, napríklad céznej soli.

Doterajší stav techniky

Spôsob izolácie cézia vo forme céznej zlúčeniny z materiálov obsahujúcich cézium, napríklad z pollucitu, a z ďalších materiálov bol v technickej literatúre už opísaný.

Jedným z už publikovaných spôsobov je lúhovanie mletej pollucitovej rudy silnou kyselinou sírovou, ktoré poskytne extrakt obsahujúci kamenec cézny, ktorý je možné izolovať kryštalizáciou.

Kamenec cézny je vlastne hydrát síranu céznohlinitého, ktorý je možné empiricky vyjadriť ako CsA1(SO₄)₂.12H₂O alebo Cs₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O. Kamenec cézny, obsiahnutý v extraktoch pollucitu vylúhovaných kyselinou sírovou alebo vykryštalizovaný z týchto extraktov. Je zvyčajne kontaminovaný iónmi ďalších kovov, napríklad iónmi rubídia, sodíka, draslíka, horčíka a železa.

Kamenec cézny sa potom opäť rozpustí pri zvýšenej teplote vo vode a uvedie do reakcie s hydroxidom kovov alkalických zemín, napríklad hydroxidu bámatého alebo hydroxidu vápenatého, za vzniku zrazeniny hydroxidu hlinitého vyzrážaného so síranom bámatým alebo síranom vápenatým. Kamenec cézny je možné alternatívne uviesť do reakcie s amoniakom, čím sa dosiahne vyzrážanie hliníka vo forme hydroxidu hlinitého. Síran cézny zostane v roztoku supematantu. Cézium je možné izolovať z roztoku supematantu a previesť ho na ďalšie zlúčeniny.

Patent US 3.207.571 (Berthold) opisuje spôsob výroby céznych zlúčenín z hlinitokremlčitanovej rudy. Nemecký patent DE 43 13 480 (Hoffmann a kol.) opisuje spôsob, ktorý pri výrobe céznych solí z kamenca cézneho eliminuje použitie zlúčenín bária. Tento spôsob poskytuje produkt zahrnujúci síran vápenatý a horčík.

Jedným z publikovaných spôsobov použitia zlúčenín cézia, napríklad formiátu cézneho, je ich využitie ako tekutín, majúcich vysokú mernú váhu, na vŕtanie ropných a plynových vrtov. Je známe, že vyvŕtaný materiál pri vŕtaní, čiže pri hĺbení vrtov, spôsobuje spomalenie alebo zastavenie procesu a v niektorých prípadoch upchatie pórovitej vrstvy vrtu. Posuv materiálu v opačnom smere je v oblastiach upchatej vrstvy trocha obmedzený a účinnosť vŕtania je teda do určitej miery obmedzená. Vysokohustotné tekutiny, majúce mernú váhu približne 1,8 a vyššiu, sa používajú na dopravu vyťaženého materiálu na povrch. Pre vrty majúce hĺbku hlbšiu ako 2,91 km sa na zlepšenie výkonu týchto tekutín používa bromid zinočnatý a zmesi s ďalšími soľami. Ale povaha týchto materiálov im udeľuje určité nežiaduce vlastnosti. Jedným z materiálov, ktoré boli uvedené ako náhrada bromidu zinočnatého, je formiát cézny. Takisto je možné v doterajšom stave techniky zistiť zmienku o použiteľnosti zmesi formiátu cézneho s ďalšími formiátmi, pozri napríklad európsky patent č. 572 113.

Problém, ktorý môže nastať, spočíva v nezlučiteľnosti prímesí nachádzajúcich sa v céznych zlúčeninách, napríklad vo formiáte céznom, s rôznymi roztokmi, viskozitnými regulátormi a aditívami používanými vo vrtných tekutinách. Prítomnosť divalentných prímesí, ako napríklad vápnika, v céznych zlúčeninách môže degradovať polyméry prítomné v regulátoroch viskozity. Prítomnosť divalentných nečistôt je veľmi škodlivá pri aplikáciách uskutočňo vaných pri vysokých teplotách a vysokých tlakoch, zvyčajne pri vŕtaní hĺbkových vrtov, kedy regulátor viskozity suspenduje vyvŕtaný materiál a pôsobí ako vrtné mazivo.

Ale cézne zlúčeniny, produkované opísanými spôsobmi, neeliminujú problém, ktorým sú zrazeniny, vznikajúce v dôsledku vedľajších reakcií medzi divalentnými a viacvalentnými katiónovými nečistotami a uhličitanmi prítomnými vo vrtnom prostredí, alebo korózny vplyv síranových iónových nečistôt na materiál vrtného zariadenia. Preto by bolo výhodné získať spôsob čistenia, ktorý by čistil céziové zlúčeniny produkované komerčnými spôsobmi.

Okrem toho bolo nutné zobrať do úvahy potrebu céznej zlúčeniny majúcej podstatným spôsobom zníženú koncentráciu divalentných a viacvalentných katiónových nečistôt a síranových iónov a zlepšený spôsob jej výroby.

Podstata vynálezu

Uvedené výhody sa dosiahli použitím spôsobu podľa vynálezu.

Vynález teda poskytuje spôsob výroby céznej soli, ktorý je charakteristický tým, že sa na kamenec cézny pôsobí haseným vápnom alebo uhličitanom vápenatým a kyselinou alebo soľou uvedenej kyseliny za vzniku céznej soli uvedenej kyseliny, pričom nerozpustená pevná látka obsahuje hydroxid hlinitý a cézna soľ zahrnuje cézne ióny a síranové ióny ako prímesí; cézna soľ sa oddelí od nerozpustenej pevnej látky; a do roztoku céznej soli obsahujúceho prímesí sa pridá hydroxid bámatý v množstve dostatočnom na vyzrážanie síranových iónov a poskytnutie céznej soli, ktorá bude obsahovať menej ako 1000 mg/1 síranového iónu.

Výhodne sa hydroxid bámatý pridá v množstve dostatočnom na zvýšenie pH hodnoty roztoku na aspoň 11,5, výhodnejšie na aspoň 13. Do roztoku céznej soli obsahujúcej prímesí sa ďalej pridá uhličitanový ión alebo oxid uhličitý.

Cézna soľ obsahujúca ako prímes horečnatý ión a hydroxid bámatý sa do roztoku céznej soli obsahujúcej prímesí pridá v množstve dostatočnom na zvýšenie pH hodnoty na aspoň 11,5. Do roztoku céznej soli obsahujúcej prímesí sa ďalej pridá uhličitanový ión alebo oxid uhličitý v množstve dostatočnom na vyzrážanie vápenatého iónu a poskytnutie céznej zlúčeniny s menej ako 500 mg/1 vápenatého iónu, menej ako 500 mg/1 horečnatého iónu a menej ako 500 mg/1 síranového iónu.

Výhodne sa ako cézna soľ izoluje soľ zvolená zo skupiny pozostávajúcej z dusičnanu cézneho, formiátu cézneho, chloridu cézneho, bromidu cézneho, octanu cézneho a jódidu cczneho, výhodne forimiát cézny.

Výhodne sa do roztoku céznej soli obsahujúcej uvedené prímesí pridá hydroxid bámatý v množstve dostatočnom na vyzrážanie síranových iónov a na poskytnutie céznej soli s menej ako 30 mg/1 síranových a vápenatých prímesí, s maximálne 30 mg/1 horčíka, s menej ako 30 mg/1 síranových a vápenatých prímesí.

Spôsobom podľa vynálezu je možné vyrobiť vrtnú tekutinu, ktorá je charakteristická tým, že obsahuje céznu zlúčeninu; menej ako približne 0,5 % hmotn. chloridu a síranu; a menej ako 0,3 % hmotn. hliníka, bária, vápnika a horčíka, a má mernú hmotnosť približne 1,2 g/cm³ až približne 2,5 g/cm³. Výhodne je céznou zlúčeninou formiát cézny.

Vrtná tekutina vyrobená spôsobom podľa vynálezu ďalej obsahuje menej ako 0,2 % hmotn. všetkých ostatných viacväzných katióntových zlúčenín. Výhodne je hmotnostný pomer formiátu cézneho k vápniku vo vrtnej tekutine

SK 285016 Β6 väčší ako približne 50 000 : 1, hmotnostný pomer formiátu cézneho k chloridu je väčší ako približne 2000 : 1; hmotnostný pomer formiátu cézneho k síranu je väčší ako približne 10 000 : 1 a výhodnejšie ako približne 12 500 : 1, hmotnostný pomer formiátu cézneho k celkovej hmotnosti vápnika, hliníka, bária, železa a horčíka je väčší ako približne 5618 : 1 a výhodnejšie je väčší ako približne 8000 : I; a hmotnostný pomer cézia k vápniku je väčší ako približne 12 222 : 1.

Vynález teda poskytuje spôsob výroby céznych zlúčenín produkovaných do súčasnosti známymi spôsobmi výroby a spôsobom podľa vynálezu. Spôsob výroby podľa vynálezu je možné tiež použiť na výrobu uvedených céznych zlúčenín, napríklad tekutín používaných pri hĺbení a vŕtaní hĺbkových vrtov, obsahujúcich formiát cézny.

Spôsob výroby podľa vynálezu je možné použiť na výrobu céznej zlúčeniny zahrnujúcej napríklad formiát cézny, dusičnan cézny, chlorid cézny, jodid cézny, bromid cézny a octan cézny, ktorá obsahuje, vztiahnuté k hmotnosti sušiny:

Menej ako 0,50 % síranovej skupiny, menej ako 0,3 % zlúčenín obsahujúcich bárium, vápnik alebo horčík, a menej ako 0,2 % ďalších viacvalentných katiónových nečistôt. Cézna zlúčenina výhodne ďalej obsahuje menej ako 0,50 % chloridovej skupiny a menej ako 0,3 % hliníka, vztiahnuté k hmotnosti sušiny. Spôsob čistenia podľa vynálezu môže byť tiež použitý na výrobu zlúčeniny obsahujúcej napríklad formiát cézny, dusičnan cézny, chlorid cézny, jodid cézny, bromid cézny a octan cézny, ktorá obsahuje, vztiahnuté k hmotnosti sušiny: menej ako 1000 ppm, výhodne menej hodne menej ako 30 ppm síranu; menej ako 1000 ppm, výhodne menej hodne menej ako 30 ppm vápnika; menej ako 1000 ppm, výhodne menej hodne menej ako 30 ppm bária; a menej ako 1000 ppm, výhodne menej hodne menej ako 30 ppm horčíka.

Pri výhodnom uskutočnení majú nízke obsahy prímesi z čisteného formiátu cézneho materiál zvlášť vhodný na aplikovanie do vrtných tekutín.

Okrem toho je možné spôsob výroby podľa vynálezu použiť na výrobu síranu cézneho obsahujúceho: menej ako 0,3 % zlúčenín obsahujúcich bárium, vápnik alebo horčík, a menej ako 0,2 % ďalších viacvalentných katiónových nečistôt. Cézny síran výhodne ďalej obsahuje, vztiahnuté k hmotnosti sušiny, menej ako 0,50 % chloridovej skupiny a menej ako 0,3 % hliníka.

Spôsob výroby podľa vynálezu môže byť tiež použitý na výrobu síranu cézneho obsahujúceho:

menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako 500 ppm, výhodne menej ako 30 ppm vápnika;

menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako 500 ppm, výhodne menej ako 30 ppm bária; a menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako 500 ppm, výhodne menej ako 30 ppm horčíka.

Spôsoby výroby céznych zlúčenín podľa vynálezu môžu byť výhodne použité pri výrobe céznych zlúčenín uskutočňovanej ekonomickým a účinným spôsobom.

Ďalšie podrobnosti, týkajúce sa vynálezu, budú opísané v nasledujúcej časti vynálezu, ktorú je možné označiť ako podrobný opis vynálezu.

ako 500 ppm, výako 500 ppm, výako 500 ppm, výako 500 ppm, výPrehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 znázorňuje blokový diagram jednej realizácie spôsobu čistenia céznych zlúčenín podľa vynálezu;

obr. 2 znázorňuje blokový diagram ďalšej realizácie spôsobu čistenia céznych zlúčenín podľa vynálezu;

obr. 3 znázorňuje blokový diagram reprezentujúci jednu realizáciu spôsobu výroby céznych zlúčenín podľa vynálezu;

obr. 4A až 4C znázorňujú blokový diagram reprezentujúci alternatívnu realizáciu spôsobu výroby céznej zlúčeniny podľa vynálezu;

obr. 5 znázorňuje blokový diagram reprezentujúci ďalšiu realizáciu spôsobu výroby céznej zlúčeniny podľa vynálezu.

V súčasnosti bol navrhnutý zlepšený spôsob čistenia céznych zlúčenín. Tento spôsob čistenia je veľmi výhodne použiteľný na čistenie céznych zlúčenín. Tento čistiaci spôsob je výhodne použiteľný predovšetkým pri čistení céznych zlúčenín pripravovaných pri použití vápna. Spôsob čistenia podľa vynálezu je možné uskutočňovať v komerčnom rozsahu pri použití v priemysle bežne používaných zmiešavacích nádob a zariadení, používaných na manipuláciu s materiálmi obsahujúcimi cézium (napr. rudami) a roztokmi silnej kyseliny a bázy. Je zrejmé, že výber konkrétneho zariadenia, použitého pri realizácii spôsobu podľa vynálezu, patrí do známeho stavu techniky a nebude tu už ďalej opisovaný.

Ako už bolo uvedené, realizácia spôsobu čistenia céznych zlúčenín z východiskovej céznej zlúčeniny, ktorá zahrnuje iónovú prímes s obsahom vápnika, síranu, horčíka alebo ich zmesi, zahrnuje: uvedenie prímesi obsahujúcej vápnik, síran, horčík alebo ich zmesi, prítomné v roztoku obsahujúcom rozpustenú východiskovú céznu zlúčeninu, do reakcie s vhodným zrážacím činidlom za vzniku nerozpustnej zrazeniny obsahujúcej prímes alebo prímesi. Výhodné zrážacie činidlá zahrnujú báriový ión na vyzrážanie síranových iónových prímesi (SO/') vo forme síranu bárnatého; hydroxylový ión na vyzrážanie horčíkových iónových nečistôt vo forme hydroxidu horečnatého a na vyzrážanie vápenatých iónových prímesi vo forme hydroxidu vápenatého; a oxid uhličitý alebo uhličitanový ión na vyzrážanie uhličitanových iónových prímesi vo forme uhličitanu vápenatého. Nerozpustné zrazeniny je možné separovať z vyzrážanej céznej zlúčeniny pomocou bežných techník, napríklad filtrácie a/alebo ďalších vhodných fyzikálnych separačných techník, napríklad odstreďovaním. Pri jednej realizácii spôsobu podľa vynálezu schematicky znázornenej na obrázku 1, sa prímesi v roztoku obsahujúcom rozpustenú východiskovú céznu zlúčeninu najprv uvedú do reakcie so zrážacimi činidlami na báze bámatého a hydroxylového iónu a výsledný roztok sa uvedie do reakcie s oxidom uhličitým alebo uhličitanovým iónom s cieľom vyzrážania všetkých zvyšných vápenatých iónových prímesi.

Zdroj bámatých iónov a zdroj hydroxylových iónov môže byť ten istý alebo rôzny. Medzi vhodné zdroje bárnatých iónov je možné zaradiť napríklad hydroxid bárnatý a rozpustné bámaté soli majúce ión zhodný s céznou zlúčeninou, ktorá je čistená, napríklad formiát bámatý, pri spôsobe čistenia formiátu cézneho. Výhodným zdrojom bárnatých iónov je hydroxid bámatý. Zdroj bámatých iónov sa použije v množstve dostatočnom a reaguje pri podmienkach dostatočných na to, aby bola vyzrážaná aspoň časť prímesi. Výhodne sa zdroj báriových iónov použije v množstve a pri podmienkach dostatočných na to, aby boli vyzrážané všetky alebo v podstate všetky prímesi. Pri výhodnejšej realizácii spôsobu čistenia podľa vynálezu sa

SK 285016 Β6 bámaté ióny pridajú v množstve, ktoré približne zodpovedá stechiometrickému množstvu síranových iónov, ktoré boli zistené v roztoku. Ak sa ako zdroj bámatých iónov použije hydroxid bámatý, potom môžu nerozpustné zrazeniny obsahovať síran bámatý, hydroxid bámatý a/alebo hydroxid horečnatý, v závislosti od toho, či sú vo východiskovej céznej zlúčenine prítomné síranové, vápenaté a horečnaté ióny. Je nutné uviesť, že je možné vytvoriť nerozpustné zrazeniny pri použití menej ako 0,12 kg hydroxidu bámatého, ktorý sa pridá do roztoku 1 kg východiskovej céznej zlúčeniny.

Vhodné zdroje hydroxylových iónov zahrnujú: hydroxid bámatý, alkalické hydroxidy a hydroxid vápenatý, pričom výhodný je hydroxid bámatý. Zdroj hydroxylového iónu sa použije v množstve dostatočnom a reaguje pri podmienkach dostatočných na to, aby bola vyzrážaná aspoň časť prímcsí. Výhodne sa zdroj hydroxylových iónov použije v množstve a pri podmienkach dostatočných na to, aby boli vyzrážané všetky alebo v podstate všetky primesi. Pri výhodnejšej realizácii spôsobu čistenia podľa vynálezu sa hydroxylové ióny pridajú v množstve dostatočnom na to, aby bola zvýšená pH hodnota výsledného roztoku na 11,5 alebo vyššie. V prípade spôsobu podľa vynálezu, hneď ako sa pH hodnota výsledného roztoku zvýši na hodnotu 11,5 alebo hodnotu vyššiu, dôjde k vyzrážaniu horečnatých iónov obsiahnutých v roztoku a hneď ako sa hodnota pH roztoku zvýši na hodnotu vyššiu ako 13, dôjde k vyzrážaniu vápenatých iónov obsiahnutých v roztoku.

Ako už bolo uvedené, spôsob čistenia podľa vynálezu môže ďalej zahrnovať uvedenie uhličitanových iónov alebo oxidu uhličitého do reakcie s roztokom obsahujúcim rozpustenú východiskovú céznu zlúčeninu za vzniku nerozpustnej zrazeniny obsahujúcej aspoň časť všetkých vápenatých iónov zostávajúcich v roztoku. Vhodné zdroje uhličitanových iónov zahrnujú napríklad alkalické uhličitany, uhličitan cézny, uhličitan vápenatý a uhličitan sodný. Zdroje uhličitanových iónov sa použijú v množstve dostatočnom a budú reagovať pri podmienkach dostatočných na to, aby bola vyzrážaná aspoň časť vápenatých iónov zostávajúcich v roztoku. Zdroj uhličitanových iónov sa výhodne použije v množstve a zreaguje pri podmienkach dostatočných na to, aby boli vyzrážané všetky alebo v podstate všetky vápenaté ióny zvyšné v roztoku.

Miera čistenia céznej zlúčeniny je zvyčajne závislá od konečného použitia čistenej céznej zlúčeniny.

Predchádzajúce spracovateľské kroky spôsobu čistenia céznej zlúčeniny podľa vynálezu sú veľmi vhodné na čistenie céznych zlúčenín, akými sú napríklad formiát cézny, chlorid cézny, jodid cézny, dusičnan cézny, bromid cézny alebo octan cézny. Tieto cézne zlúčeniny a ďalšie, ako napríklad síran cézny, môžu byť vyrobené z materiálov obsahujúcich cézium, vrátane prirodzene sa vyskytujúcich minerálov alebo rúd, napríklad pollucitu, roztokov zahrnujúcich síran céznohlinitý a ďalších materiálov, napríklad vyčerpaných katalyzátorov alebo zvyškov obsahujúcich fluorid cézny alebo síran cézny.

Roztok, zahrnujúci rozpustený formiát cézny, chlorid cézny, jodid cézny, dusičnan cézny, bromid cézny alebo octan cézny, je možné vyrobiť spôsobom podľa vynálezu obsahujúcim:

ošetrenie materiálu obsahujúceho cézium vhodným reakčným činidlom s cieľom rozpustenia aspoň časti cézia obsiahnutého v materiáli a vzniku suspenzie obsahujúcej kamenec cézny, síran cézny alebo fluorid cézny;

pridanie bázy obsahujúcej hasené vápno alebo uhličitan vápenatý a kyseliny obsahujúcej anión formiátu cézneho, chloridu cézneho, jodidu cczneho, dusičnanu cézneho, bromidu cézneho alebo octanu cézneho do suspenzie za vzniku rozpusteného formiátu cézneho, chloridu cézneho, jodidu cézneho, dusičnanu cézneho, bromidu cézneho alebo octanu cézneho; a separovanie roztoku rozpustnej céznej zlúčeniny v prítomnosti zvyšku východiskového materiálu obsahujúceho cézium.

Alternatívna realizácia spôsobu čistenia podľa vynálezu je výhodná pri čistení céznej zlúčeniny. Táto alternatívna realizácia je schematicky znázornená pomocou blokového diagramu na obrázku 2.

Spôsob čistenia síranu cézneho z východiskového síranu cczncho, ktorý obsahuje iónovú prímes s obsahom vápnika, horčíka alebo ich zmesí, podľa vynálezu zahrnuje uvedenie primesi, obsahujúcej vápnik, horčík alebo ich zmesi, prítomné v roztoku obsahujúcom východiskový síran sodný do reakcie s vhodnými zrážacími činidlami za vzniku nerozpustenej zrazeniny obsahujúcej nečistotu alebo nečistoty. Výhodné zrážacie činidlo obsahuje hydroxylový ión na zrážanie horečnatých iónových primesi vo forme hydroxidu horečnatého a na zrážanie vápenatých nečistôt vo forme hydroxidu vápenatého; a oxid uhličitý alebo uhličitanový ión na zrážanie vápenatých iónových nečistôt vo forme uhličitanu vápenatého. Nerozpustné zrazeniny je možné z vyčistenej céznej zlúčeniny separovať bežnými technikami, napríklad filtráciou a/alebo ďalšou vhodnou fyzikálnou separačnou technikou, napríklad odstreďovaním. Pri jednej realizácii spôsobu podľa vynálezu, ktorá je schematicky znázornená na obrázku 2, sa primesi v roztoku obsahujúcom rozpustenú východiskovú céznu zlúčeninu najprv uvedú do reakcie s hydroxylovým iónovým zrážacím činidlom a výsledný roztok sa uvedie do reakcie s oxidom uhličitým alebo uhličitým iónom s cieľom vyzrážať všetky zvyšné vápenaté iónové primesi.

Vhodné zdroje hydroxylového iónu (bázy) zahrnujú hydroxidy kovu zvoleného zo skupiny 1A a 2A periodickej tabulky prvkov a ich zmesi. Zdrojom hydroxylového iónu (bázy) môže byť napríklad vápno, hasené vápno, hydroxid draselný, hydroxid sodný, hydroxid cézny a ich zmesi, pričom za výhodný zdroj hydroxylového iónu sa považuje hasené vápno. Zdroj hydroxylového iónu sa použije v množstve dostatočnom a bude reagovať pri podmienkach dostatočných na to, aby bola dosiahnutá taká pH hodnota roztoku, pri ktorej dôjde k vyzrážaniu aspoň časti primesi. Pri použití spôsobu podľa vynálezu, ak sa pH hodnota výsledného roztoku zvýši na hodnotu 11,5 alebo na hodnotu vyššiu, dôjde k vyzrážaniu horečnatých iónov obsiahnutých v roztoku.

Ako už bolo naznačené, táto realizácia spôsobu čistenia podľa vynálezu môže ďalej obsahovať uvedenie uhličitanových iónov alebo oxidu uhličitého do reakcie s roztokom obsahujúcim rozpustený východiskový síran cézny, za vzniku nerozpustnej zrazeniny obsahujúcej aspoň časť ľubovoľných iónov zostávajúcich v roztoku. Vhodné zdroje uhličitanových iónov zahrnujú alkalické uhličitany, predovšetkým uhličitan cézny, uhličitan draselný alebo uhličitan sodný. Zdroj uhličitanových iónov sa použije v množstve dostatočnom a bude reagovať pri podmienkach dostatočných na to, aby bola vyzrážaná aspoň časť vápenatých iónov zostávajúcich v roztoku. Zdroj uhličitanových iónov sa výhodne použije v množstve a zreaguje pri podmienkach dostatočných na to, aby boli vyzrážané všetky alebo v podstate všetky vápenaté ióny zvyšné v roztoku.

Roztok zahrnujúci rozpustený síran cézny je možné produkovať spôsobom podľa vynálezu zahrnujúcim:

SK 285016 Β6 ošetrenie materiálu obsahujúceho cézium vhodným reakčným činidlom s cieľom rozpustenia aspoň časti cézia obsiahnutého v materiáli a vzniku suspenzie obsahujúcej kamenec cézny;

pridanie bázy obsahujúcej hasené vápno alebo uhličitan vápenatý do suspenzie obsahujúcej rozpustené cézium za vzniku rozpusteného síranu cézneho; a separovanie roztoku rozpustného síranu cézneho v prítomnosti zvyšku východiskového materiálu obsahujúceho cézium.

Spôsob čistenia podľa vynálezu je možné použiť na čistenie céznych zlúčenín vyrábaných spôsobom podľa vynálezu alebo inými spôsobmi používanými na výrobu cézia. Pri mnohých spôsoboch výroby cézia sa bude roztok obsahujúci rozpustenú céznu zlúčeninu nachádzať v štádiu výroby predchádzajúcemu separácii a izolácii céznej zlúčeniny. Spôsob čistenia podľa vynálezu je možné uskutočňovať v tomto štádiu ako súčasť uvedeného výrobného procesu. Ak je to nevyhnutné, pri ďalších aplikáciách spôsobu čistenia podľa vynálezu, je možné vytvoriť rozpustením céznej zlúčeniny pri použití známych techník roztok obsahujúci rozpustenú céznu zlúčeninu.

Spôsob čistenia podľa vynálezu je možné použiť na výrobu céznej zlúčeniny, zahrnujúcej napríklad formiát cézny, dusičnan cézny, chlorid cézny, jodid cézny, bromid cézny a octan cézny, ktorá obsahuje, vztiahnuté na hmotnosť suši ny: menej ako 0,50 % síranovej skupiny, menej ako 0,3 % zlúčenín obsahujúcich bárium, vápnik alebo horčík a menej ako 0,2 % ďalších viacvalentných katiónových nečistôt. Cczna zlúčenina výhodne ďalej obsahuje, vztiahnuté na hmotnosť sušiny, menej ako 0,50 % chloridovej skupiny a menej ako 0,3 % hliníka.

Spôsob čistenia podľa vynálezu môže byť takisto použitý na výrobu zlúčeniny obsahujúcej napríklad formiát cézny, dusičnan cézny, chlorid cézny, jodid cézny, bromid cézny a octan cézny, ktorá obsahuje, vztiahnuté na hmotnosť sušiny: menej ako 1000 ppm, výhodne menej hodne menej ako 30 ppm, síranu; menej ako 1000 ppm, výhodne menej hodne menej ako 30 ppm, vápnika; menej ako 1000 ppm, výhodne menej hodne menej ako 30 ppm, bária; a menej ako 1000 ppm, výhodne menej hodne menej ako 30 ppm horčíka.

Okrem toho je možné spôsob čistenia podľa vynálezu použiť na výrobu síranu cézneho obsahujúceho: menej ako 0,3 % zlúčenín obsahujúcich bárium, vápnik alebo horčík, a menej ako 0,2 % ďalších viacvalentných katiónových nečistôt. Cézny síran výhodne ďalej obsahuje, vztiahnuté na hmotnosť sušiny, menej ako 0,50 % chloridovej skupiny a menej ako 0,3 % hliníka.

Spôsob čistenia podľa vynálezu môže byť takisto použitý na výrobu síranu cézneho obsahujúceho: menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako hodne menej ako 30 ppm, vápnika; menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako hodne menej ako 30 ppm, bária; a menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako hodne menej ako 30 ppm. horčíka.

Ďalším predmetom vynálezu je poskytnutie tekutiny s vysokou mernou váhou, ktorá obsahuje vodnú zmes 10 až 100 hmotn. % céznej zlúčeniny, vztiahnuté na celkovú hmotnosť suchej soli a ktorá bola čistená spôsobom podľa vynálezu. Vyprodukovaná tekutina s vysokou mernou váhou má mnoho uplatnení, napríklad ako vrtná tekutina ale ako 500 ppm, výako 500 ppm, výako 500 ppm, výako 500 ppm, vý500 ppm, vý500 ppm, výbo v minerálnych extrakčných procesoch. Táto tekutina s vysokou mernou váhou podľa vynálezu má mernú váhu pohybujúcu sa v rozmedzí približne od 1,2 g/m³ do 2,5 g/m³ a obsahuje menej ako 0,50 hmotn. % chloridových alebo síranových iónov; menej ako 0,3 hm. % materiálov obsahujúcich hliník, bárium, vápnik alebo horčík a menej ako 0,2 hm. % ďalších viacvalentných katiónových prímesí, vztiahnuté na celkovú hmotnosť suchej soli. Vo výhodnej realizácii cézna zlúčenina obsahuje:

menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako 500 ppm, výhodne menej ako 30 ppm, síranu;

menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako 500 ppm, výhodne menej ako 30 ppm, vápnika;

menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako 500 ppm, výhodne menej ako 30 ppm, bária; a menej ako 1000 ppm, výhodne menej ako 500 ppm, výhodne menej ako 30 ppm, horčíka.

Ďalším predmetom vynálezu je zlepšený spôsob prípravy céznych zlúčenín z materiálov obsahujúcich cézium, zahrnujúcich prirodzene sa vyskytujúce minerály alebo rudy, napríklad pollucit, roztoky obsahujúce síran céznohlinitý a ďalšie materiály, napríklad vyčerpané katalyzátory alebo zvyšky, s obsahom fluoridu cézneho alebo síranu cézneho.

Spôsob výroby céznych zlúčenín podľa vynálezu je možné uskutočňovať pri použití v priemysle bežne používaných zmierovacích nádob a zariadení používaných na manipuláciu s materiálmi obsahujúcimi cézium (napr. rudami) a roztokmi silnej kyseliny a bázy. Je zrejmé, že výber konkrétneho zariadenia, použitého pri realizácii spôsobu podľa vynálezu, patrí do známeho stavu techniky a nebude tu už ďalej opisovaný.

Jedna realizácia spôsobu podľa vynálezu zahrnuje ošetrenie materiálu s obsahom cézia vhodným reakčným činidlom s cieľom rozpustenia aspoň časti a výhodne všetkého alebo v podstate všetkého cézia obsiahnutého v tomto materiáli a za vzniku suspenzie, pridanie bázy obsahujúcej hasené vápno alebo uhličitan vápenatý, pridanie kyseliny obsahujúcej anión dopredu stanovenej céznej zlúčeniny do suspenzie obsahujúcej rozpustené cézium, ak je to nevyhnutné na výrobu požadovanej céznej zlúčeniny, zreagovanie zmesi s cieľom pripravenia dopredu určenej céznej zlúčeniny a separovanie dopredu určenej céznej zlúčeniny zo zmesi v prítomnosti zvyšku východiskového materiálu obsahujúceho cézium. Výhodne, ako súčasť separačného kroku, sa dopredu stanovená cézna zlúčenina ďalej čistí s cieľom odstránenia aspoň časti nečistôt, ktoré predstavujú stopové množstvá.

Pokiaľ ide o realizáciu vynálezu znázorneného na obrázku 3, materiál obsahujúci cézium, napríklad pollucitová ruda a kyselina vhodná na vylúhovanie rudy a rozpustenie aspoň cézia prítomného v týchto rudách, sa zmieša za vzniku suspenzie. Vhodné kyseliny zahrnujú napríklad minerálne kyseliny (napríklad kyselinu sírovú), kyselinu fluorovodíkovú, kyselinu bromovodíkovú a kyselinu chlorovodíkovú. Takisto je možné pridať vodu, ktorá môže napomôcť rozpusteniu cézia a všetkého hliníka a ďalších alkalických kovov, ktoré môžu byť v rude prítomné. Rozpustenie cézia a všetkých ďalších alkalických kovov a hliníka v rude takisto pomáha rozmeleniu rudy, ktoré sa môže uskutočniť ešte pred jej zlúčením s kyselinou. Pri výhodnej realizácii sa ruda melie v guľovom mlyne približne na veľkosť častíc -200 rnesh.

Pri jednej realizácii zodpovedá množstvo kyseliny, ktorá sa zmieša s rudou, stechiometrickému množstvu kyseliny teoreticky potrebnému na rozpustenie všetkého cézia a všetkého hliníka a/alebo ďalšieho alkalického kovu (kovov) prítomného v rude, prípadne predstavuje prebytok oproti tomuto stechiometrickému množstvu, výhodne viac ako 110 % (obsah cézia, hliníka a alkalických kovov v rude môže byť adekvátne určený testovaním rudy). Pri ďalšej realizácii spôsobu podľa vynálezu sa použije 45 hmotn. % roztoku obsahujúceho 93 hm. % kyseliny sírovej v pomere 0,2 až 0,5 kg rudy na liter roztoku kyseliny.

Ako bude odborníkom v danom odbore zrejmé, kyselinou, použitou na vytvorenie suspenzie, môže byť jedna kyselina alebo zmes kyselín. Množstvo kyseliny a/alcbo voľba kyseliny, alebo zmes kyseliny sú závislé od zloženia rudy alebo zvyškového materiálu, z ktorého sa cézium extrahuje. Napriek tomu, že sa budú nasledujúce príklady a diskusie, ako sú tu uvedené, týkať pollucitovej rudy, výraz „materiály obsahujúce cézium“ by mali zahrnovať všetky prirodzene sa vyskytujúce minerály alebo rudy obsahujúce cézium, rovnako ako ďalšie pevné alebo kvapalné materiály obsahujúce cézium, vrátane prevádzkových zvyškov, napríklad vyčerpaných katalytických materiálov.

Pri výhodnej realizácii vzniká kamenec cézny ako medziprodukt v danom procese. Tvorba cézneho kamenca ako medziproduktu vyžaduje prítomnosť síranových iónov a hliníkových iónov. Ak kyselina alebo kyselinová zmes neobsahuje kyselinu sírovú, potom môže byť pridaný zdroj síranových iónov, ktorý uľahčí tvorbu cézneho kamenca. Ak materiál obsahujúci cézium nezahrnuje hliník, potom môže byť takisto pridaný zdroj hliníkových iónov, ktorý uľahčí tvorbu cézneho kamenca.

Ako ukazuje obr. 4A, kyselinu je možné do nádoby na lúhovanie rudy recyklovať, čim sa zníži množstvo používanej kyseliny.

Lúhovanie rudy a kyselinovej zmesi sa výhodne uskutočňuje pri podmienkach dostatočných na extrahovanie dostatočného množstva cézia z rudy a tak dlhý čas, ktorý je dostatočný na toto lúhovanie, ktoré urobia celkový proces komerčne účinným. Výhodnejšie sa reakcii umožňuje pokračovať až do okamihu, kedy je približne aspoň 90 % cézia z rudy rozpustených, ako je to možné zistiť z analýzy vyčerpanej rudy. Pri výhodnej realizácii vynálezu sa reakcia rudy a kyseliny uskutočňuje pri použití horúcej kyseliny sírovej pri teplote približne 115 °C až 200 °C a výhodne pri teplote približne 120 °C. Reakčná (lúhovacia) perióda trvá výhodne aspoň 4 hodiny a výhodnejšie približne 16 hodín. Ak sa použije kratší lúhovací čas alebo nižšia teplota kyseliny sírovej, potom nie je vylúhovanie cézia z rudy tak dokonalé. Počas reakcie horúci lúhovací lúh získava postupne pastovitejšiu konzistenciu. Ďalšiu vodu je možné pridať s cieľom zachovania pôvodného objemu zmesi. Ak by sa odparená voda nenahradila, potom by mohlo prípadne dôjsť k stuhnutiu suspenzie. Pôvodný objem zmesi je možné pripadne udržiavať varom suspenzie pod spätným chladičom. Ak je v rude prítomný hliník, potom vznikne z cézia rozpusteného z rudy suspenzie rudy a kyseliny sírovej rozpustený síran céznohlinitý (takisto tu označovaný ako kamenec cézny). Ak je po dosiahnutí požadovanej úrovne lúhovania prítomný prebytok kyseliny, potom môže byť suspenzia prípadne nariedená vodou a ochladená približne na 30 °C s cieľom kryštalizácie kamenca cézneho. Zvyšná kyselina sírová v uvedenej zmesi sa výhodne dekantuje a recykluje; a zvyšná vyčerpaná ruda a kamenec cézny môže byť prípadne opakovane suspendovaný (opäť pozri obrázok 2A).

Opakovanú suspendáciu je možné uskutočňovať pridaním vody do vyčerpanej rudy a cézneho kamenca. Rozpustnosť cézneho kamenca v resuspenzii je v prvom rade funkciou použitého objemu vody a teploty a podmienky rekryštalizácie kamenca cézneho môže teda odborník v danom odbore ľahko určiť. Pri výhodnej realizácii dosahuje teplota resuspenzie po pridaní vody približne 100 °C.

Pokiaľ ide o obrázok 4B je zrejmé, že cézna zlúčenina a dopredu presne stanovená cézna zlúčenina môže byť čistená v tomto okamihu daného procesu rekryštalizáciou rozpusteného síranu céznohlinitého v suspenzii na ciele ďalšieho spracovania. Rekryštalizačný proces sa môže opakovať tak často, ako je to len žiaduce na ďalšie čistenie kamenca cézneho.

Ak sa vrátime k obrázku 3, báza obsahujúce hasené vápno alebo uhličitan vápenatý a prípadne kyselina obsahujúca anión dopredu stanovenej ccznej zlúčeniny, sa pridali do suspenzie a vyčerpanej rudy buď spoločne, alebo postupne s cieľom nastavenia pH hodnoty približne na 4 až 9. Ak je požadovaným prevádzkovým produktom síran cézny, potom nie je pridanie kyseliny nevyhnutné, pretože je možné síran cézny separovať priamo z kamenca cézneho.

Hasené vápno sa pripraví uvedením vápna (oxidu vápenatého) do kontaktu s vodou („hasenie“). Reakciu „hasenie“ je možné vyjadriť pomocou nasledujúcej rovnice (1).

(1) CaO + H₂O-> Ca(OH)₂

Pred hasením vápna je možné regulovať pH hodnotu a tým minimalizovať koncentráciu hliníkových a vápenatých prímesí v rozpustenej céziovej zlúčenine.

Pri výhodnej realizácii báza obsahuje hasené vápno. Toto hasené vápno sa nechá zreagovať so suspenziou a kyselinou pri podmienkach dostatočných a na čas dostatočný na vyzrážanie hliníka, všetkého kremíka a/alebo železa rozpusteného vo vodnej zložke suspenzie. Ako už bolo uvedené, s cieľom dosiahnutia zrazeniny hydroxidu hlinitého sa do zmesi pridala báza dostatočná na to, aby bola dosiahnutá hodnota pH približne 4 až 9. Pri výhodnejšej realizácii sa pridala báza s cieľom dosiahnutia pH približne 7 až 8.

Pri tomto výhodnejšom pH rozmedzia sa dosiahlo v podstate úplné vyzrážanie rozpusteného hliníka.

Po pridaní haseného vápna sa vyčerpaná ruda, vyzrážaný hydroxid hlinitý a vyzrážaný síran vápenatý separujú zo zmesi obsahujúcej rozpustené cézne ióny. Separáciu je možné uskutočňovať ľubovoľným známym spôsobom, napríklad filtráciou.

Pri realizácii spôsobu podľa vynálezu sa vyčerpaná ruda alebo nerozpustená časť materiálu obsahujúceho cézium použije ako filtračný prostriedok na separáciu hydroxidu hlinitého, ktorý sa vytvoril pridaním bázy do kyselinou lúhovanej rudy alebo ošetreného materiálu obsahujúceho cézium. Použitie vyčerpanej rudy alebo nerozpusteného materiálu zvyšuje rýchlosť filtrácie vytvoreného hydroxidu hlinitého rovnako, ako uľahčuje vymývateľnosť pevných látok a tak maximalizuje izoláciu cézia. Zahrnutie vyčerpanej rudy takisto zvyšuje stlačiteľnosť a odvodnenie pevných látok.

Pri ďalšej výhodnej realizácii sa hasené vápno a uhličitan vápenatý použijú spoločne. Hasené vápno a uhličitan vápenatý, ak sa použijú samotné alebo v kombinácii, môžu byť takisto použité spoločne s jednou alebo ďalšími bázami obsahujúcimi anión kovu zvoleného zo skupín 1A (alkalických kovov) a 2A (kovov alkalických zemín) periodickej tabuľky prvkov a ich zmesi. Príklady týchto ďalších báz zahrnujú KOH, NaOH, K₂CO₃. Na₂CO₃, RbOH, Rb₂CO₃, LiOH, Li₂CO₃, Mg(OH)₂, MgCO₃, Cs₂CO₃ a CsOH.

Zvolenie kyseliny, použitej na výrobu dopredu stanovenej céznej zlúčeniny, ktorá sa pridáva do suspenzie (a ľubovoľnej ďalšej prípadnej resuspenzie) závisí od konkrétnej požadovanej céziovej zlúčeniny (zlúčenín). Napríklad ak je žiaduce produkovať dusičnan cézny, potom sa kombinácia haseného vápna a kyseliny dusičnej pridá v množstve dostatočnom na nastavenie pH zmesi približne na

SK 285016 Β6 až 8. Dá sa predpokladať, že reakcia prebieha podľa rovnice (2) a že podobné reakcie prebehnú aj pri použití ďalších kyselín:

(2) CsA1(SO₄)₂ + 2Ca(OH)₂ + HNO₃ + 3H₂O -> CsNO₃ + A1(OH)₃ + 2CaSO₄.2H₂O

Ako už bolo uvedené, pridanie síranového aniónu v kyselinovej forme nie je na prípravu síranu cézneho nevyhnutné, pretože síranový ión bude už existovať v roztoku obsahujúcom kamenec cézny.

Príklady kyselín vhodných na prípravu dopredu stanovenej cézncj zlúčeniny (alebo céznej soli) zahrnujú napríklad kyseliny, ktoré sú zhrnuté v tabuľke 1.

Tabuľka 1

Kyseliny/cézne zlúčeniny

Pridaná kyselina____________Produkovaná cézna zlúčenina

Kyselina dusičná

Kyselina mravčia

Kyselina mravčia (ako formiát vápenatý) (CaCOOCH)_:)

Kyselina chlorovodíková (HCI)

Kyselina bromovodíková (HBr)

Kyselina octová (HC₂H₃O₂)

Kyselina jodovodíková (Hl)

Dusičnan cézny (CsNO,) Formiát cézny (CsCOOH)

Formiát cézny (CsCOOH) Chlorid cézny (CsCI)

Bromid cézny (CsBr)

Octan cézny (CsC^H^) Jodid cézny (Csl)

Ako môžu odborníci v danom odbore posúdiť, uvedená tabuľka 1 poskytuje skôr zoznam príkladov kyselín, ktoré je možné použiť, ako úplný, alebo vyčerpávajúci, zoznam vhodných kyselín. Vhodné kyseliny zahrnujú ľubovoľné kyseliny, ktoré budú reagovať s céznymi iónmi za vzniku céznej zlúčeniny tvoriacej koncový produkt.

Ako môžu odborníci usudzovať z tabuľky 1, je možné substituovať pre určitú kyselinu určité soli. Ako napríklad ukazuje tabuľka, namiesto kyseliny mravčej je možné v prípade, kedy požadovaným konečným produktom formiát cézny, pridať formiát vápenatý.

Pokiaľ ide o obrázok 4C, ako súčasť separačného a izolačného kroku, je možné jednu realizáciu spôsobom čistenia podľa vynálezu použiť na čistenie rozpustenej céznej zlúčeniny, ktoré má odstrániť prímesí obsiahnuté v stopových množstvách. Ako ukazuje obrázok 4C, rozpustné zlúčeniny bária a rozpustné zlúčeniny uhličitanu (alebo oxidu uhličitého) môžu byť pridané do roztoku zmesi obsahujúcej rozpustené ióny cézia a anión dopredu stanovenej céznej zlúčeniny. Na ciele konečnej úpravy sa na 1 kg céznej zlúčeniny obsiahnutej v roztoku pridalo menej ako 0,12 kg hydroxidu bámatého. Nerozpustný síran bárnatý, hydroxid vápenatý a hydroxid horečnatý, vzniknuté ako dôsledok konečnej úpravy, je možné izolovať filtráciou. Zvyšné vápenaté ióny prítomné v roztoku môžu byť odstránené pridaním alkalických uhličitanov, napríklad uhličitanu cézneho, uhličitanu draselného alebo uhličitanu sodného, alebo ošetrením oxidom uhličitým, ktoré spôsobí vyzrážanie nerozpusteného uhličitanu vápenatého. Uhličitan vápenatý sa použije v množstve dostatočnom na vyzrážanie všetkých vápenatých iónov prítomných v roztokovej zmesi. Stupeň, do ktorého sa čistenie dopredu definovanej céznej zlúčeniny uskutočňuje, závisí od konečného použitia danej céznej zlúčeniny.

Po uskutočnení konečnej úpravy sa pH hodnota roztoku obsahujúceho rozpustenú céziovú zlúčeninu zvýšila na hodnotu vyššiu ako 11. S cieľom zvýšenia izolácie céznej zlúčeniny sa pridalo ďalšie množstvo kyseliny (typu použitého na vytvorené dopredu stanovené cézne zlúčeniny), ktoré zregulovalo pH hodnotu roztoku na požadovanú pH hodnotu. Požadovaná pH hodnota závisí od zamýšľaného použitia céznej zlúčeniny. Cézna zlúčenina môže byť potom izolovaná alebo separovaná napríklad sušením za tepla. Pri spôsobe podľa vynálezu je možné dopredu stanovenú zlúčeninu izolovať vo forme pevnej látky alebo roztoku, alebo vo forme zmesovej pevnej látky alebo roztokov obsahujúcich dopredu stanovenú céznu zlúčeninu a jednu alebo niekoľko zlúčenín obsahujúcich rôzny kov (napríklad alkalický kov) a anión dopredu stanovenej céznej zlúčeniny.

Pokiaľ ide o obrázok 5, tento znázorňuje jednu realizáciu podľa vynálezu, v ktorom sa báza obsahujúca hasené vápno alebo uhličitan vápenatý a kyselina obsahujúca anión dopredu stanovenej céznej zlúčeniny pridajú do lúhovacej suspenzie rudy a kyseliny až po ošetrení tejto suspenzie prvým množstvom bázy. Ako už bolo diskutované a zobrazené na obrázku 3, ruda, ktorá sa výhodne najprv namelie na častice s veľkosťou 200 mesh, sa v prevádzkovom tanku na rozpustenie cézia a hliníka z rudy zmieša alebo kontaktuje s vhodnou kyselinou (napr. kyselinou sírovou) a vodou. Množstvo použitej kyseliny v tomto kroku predstavuje výhodne aspoň stechiometrické množstvo vo vzťahu k prvkom IA skupiny periodickej tabuľky prvkov, ktoré sú obsiahnuté v rude. S cieľom zachovania pôvodného objemu je možné pridať vodu. Aj keď to nie je znázornené, realizácia vynálezu na obrázku 5 môže ďalej zahrnovať chladenie horúcej lúhovacej suspenzie, ktorého cieľom je priviesť kamenec cézny ku kryštalizácii, dekantovanie supematantovej kvapaliny, ktorá môže obsahovať prebytok nezreagovanej kyseliny a resuspendovanie zkryštalizovancho cézneho kamenca a vyčerpanej rudy vo vode. Aj v prípade, kedy nie je prítomný prebytok, je možné uskutočňovať kryštalizačný a resuspendačný krok.

Pokiaľ ide o obrázok 5, prvá dávka bázy sa zmieša s horúcou lúhovacou suspenziou alebo alternatívne s «suspenziou cézneho kremenca a vyčerpanou rudou s cieľom nastavenia pH približne 4 až 9. Báza obsahuje ión kovu zvoleného zo skupín 1A a 2A periodickej tabuľky prvkov (napr. hasené vápno, uhličitan vápenatý, vápno, hydroxid draselný, hydroxid sodný, uhličitan draselný, uhličitan sodný) a ich zmesi. Táto báza sa nechá zreagovať so suspenziou alebo alternatívne s «suspenziou pri dostatočných podmienkach a tak dlhý čas, ktorý je dostatočný na to, aby sa vyzrážal hliník vo forme hydroxidu hlinitého (A1(OH)₃); na to, aby sa vyzrážal všetok oxid kremičitý a železo rozpustené v suspenzii alebo resuspenzii; a na to, aby sa vytvoril rozpustený síran cézny. Dá sa predpokladať, že zrážanie bude všeobecne prebiehať podľa nasledujúcej reakčnej rovnice (3):

(3) 2CsAl(SO₄)₂ + 3Ca(OH), + 6H₂O -> 2A1(OH)₃ + 3CaSO₄.2H₂O + Cs₂SO₄

Po pridaní haseného vápna a po vytvorení rozpusteného síranu cézneho sa vyzrážané nerozpustené pevné látky, napr. vyzrážaný hydroxid hlinitý, vyzrážaný síran vápenatý a vyčerpaná ruda separujú z kvapalnej zložky zmesi. Kvapalná zložky obsahuje surový síran cézny. Separáciu je možné uskutočňovať pomocou ľubovoľnej známej metódy, napríklad použitím filtrácie.

Súčasne sa teraz zistilo, že vyčerpaná ruda uľahčuje filtráciu, premývanie a odvodnenie vyzrážaného koláča

SK 285016 Β6 tvoreného A1(OH)₃ a CaSO₄.2H₂O viac, ako pridanie granulovaného oxidu kremičitého vo forme filtračnej kyseliny. Druhá báza obsahujúca hasené vápno alebo uhličitan vápenatý a kyseliny obsahujúca anión dopredu stanovenej céznej zlúčeniny sa potom pridajú do rozpusteného síranu cézneho. Reakčný mechanizmus všeobecne vyjadruje nasledujúca reakčná rovnica (4):

(4) Cs₂SO₄ + 2HCOOH + CaO + H₂O ->

2CsCOOH + CaSO₄.2H₂O

Mierny prebytok haseného vápna je možné pridať s cieľom dosiahnutia pH hodnoty dostatočnej na to, aby sa vyzrážala aspoň časť a výhodne všetok alebo v podstate všetok rozpustný horčík prítomný v zmesi, v stopovom množstve vo forme hydroxidu horečnatého, ktoré je možné potom lepšie odstrániť pomocou známych separačných techník.

Kyselina sa zvolí tak, aby obsahovala anión céznej zlúčeniny, ktorá je zamýšľaným finálnym produktom. Príklady kyselín sú zhrnuté v už diskutovanej tabuľke 1.

Druhá báza môže ďalej obsahovať bázu (bázy) obsahujúcu ión kovu zvoleného zo skupín 1A a 2A periodickej tabuľky prvkov a ich zmesi. Druhá báza môže napríklad obsahovať hasené vápno alebo uhličitan vápenatý, alebo hasené vápno a/alebo uhličitan vápenatý a jednu alebo niekoľko nasledujúcich báz: hydroxid draselný, hydroxid sodný, uhličitan draselný a uhličitan sodný.

Na ďalšie čistenie céznych zlúčenín, získaných pomocou tejto realizácie, je možné realizáciu spôsobu čistenia podľa vynálezu použiť už diskutovaným spôsobom.

Po vyčistení roztoku obsahujúceho rozpustenú céznu zlúčeninu sa pH hodnota zvýšila na hodnotu presahujúcu

11. Aby sa zlepšilo izolovanie céznej zlúčeniny, pridalo sa ďalšie množstvo kyseliny (typu použitého na vytvorenie dopredu stanovenej céznej zlúčeniny), ktoré zvýšilo pH hodnotu roztoku na požadovanú úroveň. Voľba požadovanej pH hodnota závisí od zamýšľaného koncového použitia zlúčeniny. Céznu zlúčeninu je možné izolovať alebo separovať napríklad odparovaním vody pri použití tepla.

Pri spôsobe podľa vynálezu môže byť dopredu stanovená cézna zlúčenina izolovaná vo forme pevnej látky alebo roztoku, alebo vo forme zmesovej pevnej látky alebo roztoku s obsahom dopredu stanovenej céznej zlúčeniny a jednej alebo niekoľkých zlúčenín obsahujúcich rôzne kovy (napríklad alkalické kovy) a anión dopredu stanovenej céznej zlúčeniny.

Mnohé cézne zlúčeniny s rôznym zložením a čistotou, ktoré boli čistené alebo pripravované a čistené spôsobom podľa vynálezu, môžu byť vhodne použité vo forme vrtných tekutín alebo tekutín separujúcich ťažké médiá. Alternatívne je možné soli ďalších kovov, napríklad sodíka alebo draslíka, vytvoriť spoločne s dopredu stanovenými céznymi zlúčeninami pridaním uvedených iónov v ľubovoľnom procesnom kroku do zmesových roztokov obsahujúcich rozpustené cézium. Pri jednej realizácii sa napríklad formiát cézny pripravil spôsobom podľa vynálezu a spoločne s nim sa vytvoril formiát sodný alebo formiát draselný, čím sa získal soľný produkt. Zloženie pripravenej soli alebo zmesi soli závisí od použitého aniónu kyseliny a katiónu (katiónov) bázy (báz) a od ich množstiev, ktorá reagujú s rozpusteným céznym síranom alebo s rozpustným céznym kremencom.

Vynález bude ďalej prezentovaný pomocou nasledujúcich príkladov, ktoré však majú len ilustratívny charakter a nijako neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený patentovými nárokmi. Tekutiny s vysokou mernou váhou môžu ďalej obsahovať zlúčeniny sodíka alebo draslíka, v ktorých je anión zlúčenín rovnaký ako anión céznej zlúčeniny, obsiahnutej v tekutine.

Chemická analýza céznych zlúčenín sa uskutočnila pri použití bežných gravimetrických analýz, emisnej spektrografickej analýzy a atomických absorpčných techník, ktoré sú odborníkom v danom odbore všeobecne známe.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Tento vynález ilustruje prípravu formiátu cézneho pri použití jednokrokovej reakcie a čistenie formiátu cézneho spôsobom podľa vynálezu.

Štvorlitrová sklenená kadička sa naplnila 444 g mletej pollucitovej rudy s veľkosťou častíc -200 mesh, 670 ml vody a 310 ml 98 hmotn. % H₂SO₄. To predstavuje približne osemdesiatdva percentný prebytok kyseliny oproti stechiometrickým požiadavkám na rozpustenie alkalických kovov a hliníka z rudy. Zmes sa kontinuálne miešala a súčasne ohriala a 16 hodín udržiavala na teplote 115 °C. Lúhovací objem sa udržiaval pridávaním vody.

Po uplynutí 16 hodín sa suspenzia nariedila do 2 200 ml vodou a opäť ohriala na približne 80 až 90 °C, a potom sa ochladila na izbovú teplotu. Potom sa oddekantovalo 940 ml s cieľom odstrániť väčšinu zvyšného nezreagovaného H₂SO₄. 900 ml vody sa potom pridalo do resuspenzie vyčerpanej rudy a skryštalizovaného kamenca cézneho a «suspendovaná zmes sa potom pri stálom miešaní ohriala na 80 °C.

Suspenzia haseného vápna, vyrobená zo 185 g oxidu vápenatého a 700 ml vody, sa pridala do ohriatej «suspendovanej zmesi kamenca cézneho a strávenej rudy spolu s 30 ml 88 hmotn. % kyseliny mravčej. Po tomto pridaní dosahovala pH hodnota výslednej zmesi 7,5. Zmes sa ohriala približne na 70 °C a 1 hodinu sa miešala.

Kvapalná zložka zmesi (ktorá obsahuje rozpustený formiát cézny) sa potom oddelila od vyčerpanej rudy a zrazenín tvorených A1(OH)₃ a CaSO₄ filtráciou. Filtračný zvyšok vážil 736 g (hmotnosť sušiny). Prefiltrovaná pevná látka sa premyla 600 ml vody. Filtráty obsahujúce rozpustený formiát cézny sa zlúčili a zmiešali s 38 g Ba(OH)₂.8H₂O s cieľom odstrániť zvyšný SO₄‘*; potom sa zlúčili a zmiešali s 15 g Cs₂CO₃, čím sa dosiahlo odstránenie zvyšných vápenatých iónov. Rozpustený formiát cézny sa potom filtroval s cieľom separovať síran bámatý, uhličitan vápenatý, hydroxid vápenatý a hydroxid horečnatý. Filtrát sa potom analyzoval a zistilo sa, že má nasledujúce zloženie (hodnoty sú zaznamenané ako diel na milión, vztiahnuté na hmotnosť suchého bázického produktu tvoreného formiátom céznym).

Rb 9 500 ppm

K 500 ppm

Na 7 900 ppm

Li 90 ppm

Ca 20 ppm

Cl 500 ppm

SO₄ < 100 ppm

Al 50 ppm

Ba 50 ppm

Fe 4 ppm

Mg 1 ppm

Celková charakteristika poskytla približne 85 %.

Filtrát obsahujúci formiát cézny sa potom zmiešal s minimálnym množstvom 88 hmotn. % kyseliny mravčej (menej ako 1 ml) čím sa hodnota dostala do rozmedzia približne od G do 7. Filtrát obsahujúci formiát cézny sa potom odparil na konečný objem 53 ml, pričom jeho hustota bola 2,20 g/ml (približne 79 % CsCOOH).

Príklad 2

Tento príklad takisto ilustruje výrobu formiátu cézneho čistením formiátu cézneho použitím spôsobu podľa vynálezu.

Stvorlitrová sklenená kadička sa naplnila 444 g mletej pollucitovej rudy s veľkosťou častíc -200 mesh, 670 ml vody a 310 ml 98 hmotn. % H₂SO₄. Zmes sa kontinuálne miešala a súčasne ohriala a 16 hodín udržiavala na teplote 115 °C. Lúhovací objem sa udržiaval pridávaním vody.

Po uplynutí 16 hodín sa suspenzia nariedila do 2 200 až 2 500 ml vodou a opäť ohriala a potom ochladila na izbovú teplotu. Potom sa oddekantovalo 1 135 ml s cieľom odstrániť väčšinu zvyšného nczreagovaného H₂SO₄. Zvyšný kamenec cézny a vyčerpaná ruda sa resuspendovali približne 800 ml vody a potom sa pri stálom miešaní ohriali na 70 °C.

Suspenzia haseného vápna, vyrobená zo 150 g oxidu vápenatého a 500 ml vody, sa pridala do ohriatej resuspendovanej zmesi kamenca cézneho a strávenej rudy, čím sa dosiahla hodnota 7 až 8. Suspenzia sa miešala jeden a pol hodiny pri teplote 90 °C, ochladila na 60 °C a potom prefiltrovala s cieľom izolácie nerozpustných pevných látok obsahujúcich hydroxid hlinitý, síran vápenatý a vyčerpanú rudu. Nerozpustené látky izolované z roztoku vážili 675 g (hmotnosť sušiny).

Výsledný Cs₂SO₄ filtrát a prcmývacia voda sa ohriali na 70 °C a zmiešali so zmesou 20 g oxidu vápenatého v 100 ml vody a 28 ml 88 hmotn. % kyseliny mravčej. Ďalšia suspenzia 2 g oxidu vápenatého v minimálnom množstve vody sa pridala s cieľom zvýšiť pH hodnotu nad 11,5, čím sa dosiahlo zrážanie hydroxidu horečnatého.

Zmes sa ohriala na 70 °C a miešala jeden a pol hodiny a potom nasledovala filtrácia a premývanie pevných látok vodou. Filtrát obsahujúci formiát cézny sa potom čistil pomocou týchto krokov:

filtrát, obsahujúci formiát cézny, sa zmiešal s 20 g Ba(OH)₂.8H₂O s cieľom odstrániť zvyškové SO₄ 1-2 ióny vo forme BaSO₄ a potom sa zmiešal s 20 g Cs₂CO₃ s cieľom odstrániť zvyšný vápnik vo forme CaCO₃. Zrazenina BaSO₄ sa odstránila filtráciou a zvyšný filtrát sa ošetril Cs₂CO₃. Po odfiltrovaní vyzrážaného CaCO₃ sa konečný vyčistený filtrát obsahujúci CsCOOH analyzoval, čím sa zistilo, že má toto chemické zloženie:

Rb	6000 ppm
K	270 ppm
Na	4500 ppm
Li	25 ppm
Ca	45 ppm
Cl	415 ppm
so₄	< 80 ppm
Al	25 ppm
Ba	100 ppm
Fe	5 ppm
Mg	3 ppm

Konečný extrakčný výťažok bol približne 80 %.

Filtrát, obsahujúci formiát cézny, sa potom zmiešal s minimálnym množstvom 80 hmotn. % kyseliny mravčej (menej ako 1 ml), čím sa pH hodnota dostala do rozmedzia približne od 6 do 7. Filtrát obsahujúci formiát cézny sa po tom odparil na konečný objem 42 ml, pričom jeho hustota bola 2,34 g/ml (približne 83 % CsCOOH).

Príklad 3

Tento príklad ilustruje výrobu síranu cézneho a čistenie síranu cézneho použitím spôsobu podľa vynálezu.

Stvorlitrová sklenená nádoba sa naplnila 444 g mletej pollucitovej rudy s veľkosťou častíc 200 mesh, 670 ml vody a 310 ml 98 hmotn. % H₂SO₄. Zmes sa kontinuálne miešala a súčasne ohriala a 16 hodín udržiavala na teplote 115 °C. Lúhovací objem sa udržiaval pridávaním vody tak, aby sa zachoval prijateľný pomer pevných látok a tekutín.

Po uplynutí 16 hodín sa suspenzia nariedila do 1 800 až 2 500 ml vodou a opäť ohriala a potom ochladila na izbovú teplotu. Potom sa oddekantovalo 960 ml s cieľom odstrániť väčšinu zvyšného nezreagovaného H₂SO₄. Zvyšný kamenec cézny a vyčerpaná ruda sa resuspendovali približne 1 000 ml vody a potom sa pri stálom miešaní ohriali na 80 °C.

Suspenzia haseného vápna, tvorená približne 160 g oxidu vápenatého v približne 300 ml vody, sa pridala do ohriateho roztoku kamenca cézneho a vyčerpanej rudy, čím sa dosiahla pH hodnota 7,5. Suspenzia sa miešala 2 hodiny pri teplote 80 °C, ochladila na 60 °C a potom prefiltrovala. Nerozpustené látky izolované z roztoku vážili 723 g (hmotnosť sušiny).

Výsledný Cs₂SO₄ filtrát a premývacia voda sa ohriali na 70 °C a zmiešali so zmesou 20 g Cs₂CO₃, cieľom bolo odstránenie zvyšku vápnik vo forme uhličitanu vápenatého. CsOH sa pridal namiesto hydroxidu vápenatého, s cieľom zvýšenia pH hodnoty na 12, čím sa dosiahlo vyzrážanie Mg vo forme Mg(OH)₂. Po odfiltrovaní vyzrážaného CaCO₃ a Mg(OH)₂, sa konečný vyčistený filtrát síranu cézneho analyzoval. Celkový extrahovaný výťažok predstavoval približne 80 %. Konečný Cs₂SO₄ lúh mal približne toto chemické zloženie:

Rb	7350 ppm
K	1020 ppm
Na	5640 ppm
Li	85 ppm
Ca	17 ppm
Al	5 ppm
Ba	< 10 ppm
Fe	1 ppm
Si	75 ppm
Mg	170 ppm

Konečný filtrát síranu cézneho sa ďalej ošetril pridaním niekoľkých kvapiek roztoku hydroxidu cézneho (50 hmotn. %) a potom následnou refiltráciou ošetreného filtrátu pri použití Whatmanovho jemného filtračného papiera. Toto ďalšie ošetrenie filtrátu ďalej redukuje obsah horčíka zo 170 ppm na hodnotu nižšiu ako 10 ppm.

Príklad 4

Tento príklad znázorňuje výrobu dusičnanu cézneho a čistenie dusičnanu cézneho použitím spôsobu podľa vynálezu.

450 litrový prevádzkový tank sa naplnil 1 323 1 vody a 661,5 kg 93 % technickej H₂SO₄. 740 kg pollucitovej rudy namletej na častice s veľkosťou -200 mesh sa pridalo pri stálom miešaní. Zmes sa nechala reagovať 16 hodín približne pri teplote 115 °C až 120 °C. Lúhovací objem sa udržiaval pridaním vody. Po 16 hodinách sa suspenzia nariedila do objemu približne 7 560 1 vodou, opäť ohriala na 90 °C a potom ochladila na izbovú teplotu. Dekantovaný podiel, približne 5 670 1, sa oddelil s cieľom odstránenia zvyšnej kyseliny sírovej. Zvyšný kamenec cézny a vyčerpaná ruda sa resuspendovali s približne 5 292 1 vody, ohriali pri stálom miešaní na 90 “C a filtrovali pomocou filtračného lisu, čím sa odstránila vyčerpaná ruda. Cez filtračný lis sa takisto nechalo prejsť 756 1 vody. Horúci roztok kamenca lítneho, obsahujúceho premývaciu vodu, sa odparil približne na objem 4 914 1a nechal ochladiť na izbovú teplotu. Z roztoku sa oddekantovalo približne 378 1 vody. Kamenec cézny sa resuspendoval v 3 780 1 vody a ohrial. Suspenzia 98,42 kg hydroxidu vápenatého haseného v 472,5 1 vody sa pridala do vyčistenej resuspenzie, čím sa dosiahla pH hodnota 8,1. Suspenzia sa miešala približne 1 hodinu pri 80 °C, potom sa ochladila na 60 °C a filtrovala sa. Výsledný Cs₂SO₄ filtrát a voda sa ohrial približne na 80 °C a pri stálom miešaní sa pridala suspenzia haseného vápna obsahujúceho 29,6 kg hydroxidu vápenatého v 472,5 1 vody a 73,63 kg 70 % HNO₃. V tomto okamihu sa namerala pH hodnota zmesi nižšia ako 11,5. Zmes sa miešala ďalšie 2 hodiny a potom sa filtráciou odstránili nerozpustné látky, ako napríklad síran vápenatý, hydroxid vápenatý a hydroxid horečnatý. Filtrát Cs₂NO₃ sa odparil približne na objem 1 512 1 a do tohto objemu sa pridalo približne 24,05 kg Ba(OH)₂.8H₂O s cieľom odstrániť zvyšný S0₄ ²‘vo forme BaSO₄. Potom sa pridalo 11,1 kg CS₂CO₃ s cieľom odstrániť zvyšok vápnika vo forme CaCO₃. Po odfiltrovaní síranu bámatého, hydroxidu vápenatého a uhličitanu vápenatého vo forme zrazeniny sa pH hodnota CsNO₃ filtrátu nastavila pomocou HNO₃ približne na hodnotu 7 a filtrát sa ohrieval s cieľom odstránenia vody. Výsledný produkt predstavoval 115,44 kg CsNO₃ kryštálov. Suchý CsNO₃mal toto chemické zloženie:

Rb 225 ppm

K 1 ppm

Na 2 ppm

Li < 1 ppm

Ca 8 ppm

Al < 1 ppm

Ba 25 ppm

Mg < 1 ppm

Si 1 ppm

SO₄ < 100 ppm

CI < 50 ppm

Príklad 5

Tento príklad znázorňuje výrobu síranu cézneho a čistenie dusičnanu cézneho použitím spôsobu podľa vynálezu.

450 litrový prevádzkový tank sa naplnil 1 323 1 vody a 661.5 kg 93 % technickej H₂SO₄. 740 kg pollucitovej rudy namletej na častice s veľkosťou -200 mesh sa pridalo pri stálom miešaní. Zmes sa nechala reagovať 16 hodín približne pri teplote 115 °C až 120 °C. Lúhovaci objem sa udržiaval pridaním vody. Po 16 hodinách sa suspenzia nariedila do objemu približne 7 560 1 vodou, opäť ohriala na 90 °C a potom ochladila na izbovú teplotu. Dekantovaný podiel, približne 5 670 1, sa oddelil s cieľom odstránenia zvyšnej kyseliny sírovej. Zvyšný kamenec cézny a vyčerpaná ruda sa resuspendovali s približne 5 292 1 vody, ohriali pri stálom miešaní na 90 °C a filtrovali pomocou filtračného lisu, čím sa odstránila vyčerpaná ruda. Cez filtračný lis sa takisto nechalo prejsť 1 134 1 vody približne pri teplote 100 °C. Horúci roztok kamenca lítneho, obsahujúceho premývaciu vodu, sa odparil približne na objem 4 914 1a nechal ochladiť na izbovú teplotu. Z roztoku sa oddekantovalo približne 3 780 1 vody (prvé rekryštalizačné čistenie). Kamenec cézny sa rekryštalizoval druhýkrát s cieľom ďalšieho čistenia. Čistený kamenec cézny sa zmiešal s 3 780 1 vody. Suspenzia haseného vápna obsahujúceho približne 97,68 kg hydroxidu vápenatého približne v 472,5 1 vody sa pridala do čistenej resuspenzie a ohriateho cézneho kamenca s cieľom zvýšenia pH hodnoty nad 9. Pridaním dvoch litrov reakčného činidla tvoreného H₂SO₄ sa dosiahlo pH 8,5. Suspenzia sa miešala približne 1 hodinu pri 80 ™C, potom sa ochladila na 60 ™C a filtrovala sa. Druhá dávka, približne 1,48 kg vápna, sa pridala s cieľom zvýšenia pH hodnoty nad 12. Výsledný lúh sa odparil na približne 1 134 až 1 512 1 a do tohto zvyšku sa pridalo 5,55 kg CS₂CO₃ s cieľom odstránenia zvyšku vápnika vo forme uhličitanu vápenatého. Po odfiltrovaní nerozpustných podielov sa Cs₂SO₄ roztok odparil na 50 % roztoku. Celkový výťažok bol približne 70 %. Cs₂SO₄ sa analyzoval a zistilo sa, že obsahuje, vztiahnuté na hmotnosť suchého síranu:

Rb 475 ppm

K 38 ppm

Na 165 ppm

Li 4 ppm

Ca 7 ppm

Al 10 ppm

Cr 20 ppm

Mg < 1 ppm

Fe 5 ppm

Si 20 ppm

Príklad 6

Tento príklad ilustruje čistenie roztoku síranu cézneho, obsahujúceho približne 0,6 g na liter vápnika a približne 0,1 g na liter horčíka, spôsobom podľa vynálezu. To predstavuje približne 7 000 ppm vápnika a približne 1 000 ppm horčíka, vztiahnuté na hmotnosť suchého síranu cézneho.

Približne 6 048 1 nariedeného roztoku síranu cézneho (5 až 10 % CS₂SO₄) sa zmiešalo s 2,96 kg vápna (haseného) s cieľom zvýšenia pH hodnoty z 7,4 na 12,8. Zmes sa odparila na objem 1 134 až 1 512 1 a lúh síranu cézneho sa dekantoval z usadených vyzrážaných pevných látok. S cieľom vyzrážania zvyšných vápenatých iónov vo forme uhličitanu vápenatého sa pridalo 6,66 kg uhličitanu cézneho. Vyčistený roztok síranu cézneho sa prefiltroval s cieľom odstránenia zvyšného Mg(OH)₂ a CaCO₃. Síran cézny sa odparil do konečného objemu približne 567 1. Konečný lúh síranu cézneho sa analyzoval a zistilo sa, že obsahuje vápnik a horčík v týchto množstvách:

Ca 16 ppm

Mg 1ppm

Príklad 7

Tento príklad ilustruje čistenie roztoku formiátu cézneho, obsahujúceho viac ako 5 gramov na liter síranu, viac ako 1 gram na liter vápnika a približne 0,05 g na liter horčíka, spôsobom podľa vynálezu. To predstavuje viac ako 5 % síranu, viac ako 1 % vápnika a približne 600 ppm horčíka, vztiahnuté na hmotnosť suchého formiátu cézneho.

Približne 4 914 1 nariedeného roztoku formiátu cézneho (5 až 10 % CS₂SO) sa zmiešalo s 11,1 kg vápna (haseného) s cieľom zvýšenia pH hodnoty z 7,1 na hodnotu vyššiu ako

12. Zmes sa odparila na objem 1 890 1 a lúh formiátu sa filtroval s cieľom odstrániť Mg(OH)₂ a CaSO₄. Lúh formiátu cézneho sa ohrial na teplotu vyššiu ako 60 °C a pridalo sa 40,7 kg Ba(OH)₂.H₂O. Vyzrážané Mg(OH)₂, a CaSO₄ sa odstránili odfiltrovaním. Zvyšné rozpustené vápenaté ióny sa vyzrážali z filtrátu cézneho vo forme uhličitanu cézneho pridaním 0,74 kg uhličitanu draselného. Vyzrážaný uhličitan vápenatý sa odstránil filtráciou a formiát

SK 285016 Β6 cézny sa odparil do mernej hmotnosti približne 2,3 g/ml ('82 % formiátu cézneho). Hodnota pH konečného lúhu formiátu cézneho sa nastavila pridaním malého množstva deväťdesiatpercentnej kyseliny mravčej na hodnotu ležiacu v rozmedzí od 8 do 9. Konečný lúh síranu cézneho sa analyzoval a zistilo sa, že obsahuje vápnik, horčík a síran v nasledujúcich množstvách, vztiahnuté na hmotnosť suchého formiátu cézneho:

Ca <10 ppm

Mg < 1 ppm

SO₄ 200 ppm.

Claims

1. Spôsob výroby céznej soli, vyznačujúci sa t ý m , že sa: a) na kamenec cézny pôsobí haseným vápnom alebo uhličitanom vápenatým a kyselinou alebo soľou uvedenej kyseliny za vzniku céznej soli uvedenej kyseliny, pričom nerozpustená pevná látka obsahuje hydroxid hlinitý a cézna soľ zahrnuje cézne ióny a síranové ióny ako prímesi; b) roztok rozpustenej céznej soli sa oddelí od nerozpustenej pevnej látky; a c) do roztoku céznej soli obsahujúceho prímesi sa pridá hydroxid bámatý v množstve dostatočnom na vyzrážanie síranových iónov a poskytnutie céznej soli, ktorá bude obsahovať menej ako 1000 mg/1 síranového iónu.

2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že sa v kroku c) pridá hydroxid bámatý v množstve dostatočnom na zvýšenie pH hodnoty roztoku na aspoň 11,5 za vzniku céznej soli s menej ako 500 mg/1 síranového iónu.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa d) do roztoku céznej soli obsahujúcej prímesi ďalej pridá uhličitanový ión alebo oxid uhličitý za vyzrážania vápenatého iónu a poskytnutia zlúčeniny s menej ako 500 mg/1 vápenatého iónu s menej ako 500 mg/1 síranového iónu.

4. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že uvedená soľ získaná v kroku a) ďalej obsahuje horečnatý ión ako prímes a v kroku c) sa do uvedeného roztoku pridá hydroxid bárnatý v množstve dostatočnom na zvýšenie pH hodnoty na aspoň 11,5 za vyzrážanie horečnatého iónu a poskytnutia uvedenej céznej zlúčeniny s menej ako 500 mg/1 horečnatého iónu a s menej ako 500 mg/1 síranového iónu.

5. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa v kroku c) pridá hydroxid bámatý v množstve dostatočnom na zvýšenie pH hodnoty na aspoň 13 za vyzrážania vápenatého iónu a poskytnutie uvedenej céznej zlúčeniny s menej ako 500 mg/1 vápenatého iónu, menej ako 500 ppm horečnatého iónu a s menej ako 500 mg/1 síranového iónu.

6. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa t ý m , že sa v kroku d) pridá uhličitanový ión alebo oxid uhličitý za vyzrážania vápenatého iónu a poskytnutia zlúčeniny s menej ako 500 mg/1 vápenatého iónu, menej ako 500 mg/1 horečnatého iónu a s menej ako 500 mg/1 síranového iónu.

7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že sa v kroku c) pridá hydroxid bámatý v množstve dostatočnom na vyzrážanie síranových iónov za vzniku céznej soli s menej ako 30 mg/1 síranového iónu.

8. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa ako cézna soľ izoluje soľ zvolená zo skupiny pozostávajúcej z dusičnanu cézneho, formiátu cézneho, chloridu cézneho, bromidu cézneho, octanu cézneho a jodidu cézneho.

9. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa t ý m , že sa cézna soľ izoluje s menej ako 30 mg/1 síranových a vápenatých prímesi.

10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa t ý m , že sa cézna soľ izoluje s menej ako 30 mg/1 horečnatého iónu.

11. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že sa ako cézna soľ izoluje formiát cézny.

12. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa t ý m , že sa formiát cézny izoluje s menej ako 30 mg/1 síranových a vápenatých prímesi.

13. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa t ý m , že sa cézna soľ izoluje s menej ako 30 mg/1 horečnatého iónu.