Veelvoorkomende rubidiumzouten in water: oplosbaarheid, terugwinning en behandelingstechnieken
Rubidium uit opgeloste zouten komt in water voornamelijk voor als het gehydrateerde ion Rb+. In gewoon water en pekel komt het niet voor als afzonderlijke moleculen RbCl, Rb2SO4 of Rb2CO3. Deze formules beschrijven vaste zouten als uitgangsstof of product; na het oplossen zijn rubidium en de anionen volgens de chemische samenstelling van de oplossing daarin verdeeld.
Rubidium is in de meeste natuurlijke wateren een sporenelement. In chloriderijk zeewater, pekel uit zoutmeren en procesvloeistoffen komt het voor naast veel hogere concentraties natrium en kalium. Sulfaat- of carbonaatzouten kunnen als rubidiumproducten worden gebruikt of bij bepaalde verwerkingsroutes ontstaan, maar het is misleidend om uitsluitend op basis van de anionsamenstelling één overheersend rubidiumzout aan natuurlijk water toe te schrijven.
Representatieve rubidiumzouten en hun oplosbaarheid
De onderstaande waarden beschrijven het oplossen van zuivere kristallijne zouten in water. Het zijn referentiegegevens, geen typische rubidiumconcentraties in water in het milieu of voorspellingen van de verzadiging in gemengde pekel.
| Zout | Referentieoplosbaarheid in water | Waar het relevant is |
|---|---|---|
| Rubidiumchloride, RbCl | 90,32 g per 100 g water bij 18,7 °C | Een gangbaar referentie- en productzout; chloriderijk water bevat opgelost Rb+ samen met Cl−, en geen afzonderlijke RbCl-moleculen. |
| Rubidiumsulfaat, Rb2SO4 | 48,2 g per 100 g water bij 20 °C | Relevant voor uitloging met sulfaat en productstromen; in oplossing dissocieert het in Rb+ en SO42−. |
| Rubidiumcarbonaat, Rb2CO3 | 4.500 g/L bij 20 °C (specificatie van de fabrikant) | Een oplosbaar speciaalproduct. Het is niet vanzelfsprekend de vorm waarin rubidium in de moederloog van lithiumverwerking voorkomt. |
| Rubidiumnitraat, RbNO3 | Oplosbaar in water; hier wordt geen afzonderlijke vergelijkbare waarde gegeven | Wordt vooral gebruikt als speciaalchemicalie en als laboratorium- of procesreagens, niet als typisch zout in natuurlijk water. |
De oplosbaarheid varieert met de temperatuur en de gehanteerde meetbasis. In geconcentreerde pekel kunnen een hoge ionsterkte en concurrerende ionen de activiteiten en fase-evenwichten verschuiven. Daarom mogen waarden voor zuiver water niet rechtstreeks voor het ontwerp worden gebruikt. Rubidiumhoudende mineraaloplossingen kunnen ontstaan door mineralen zoals lepidoliet, zinnwaldiet of polluciet uit te logen of te roosten. In lithiumverwerkingsprocessen kan rubidium zich ophopen in een restvloeistof, maar de daadwerkelijke tegenionen en concentratie zijn afhankelijk van het proces; er mag niet worden aangenomen dat het voornamelijk als rubidiumcarbonaat voorkomt.
Verwijdering, terugwinning en concentratie van rubidium
Rubidium is moeilijk selectief terug te winnen omdat het chemisch op kalium lijkt en doorgaans in veel lagere concentraties voorkomt dan natrium, kalium, magnesium en calcium. De beste aanpak hangt ervan af of het doel is om sporen van Rb+ uit water te verwijderen, rubidium als product terug te winnen of het volume van een zoute stroom te verkleinen.
- Selectieve ionenwisseling en adsorptie: Speciaal geselecteerde anorganische sorptiemiddelen, waaronder materialen op basis van koperhexacyanoferraat, zijn onderzocht voor het afvangen van Rb+ uit pekel van zoutmeren. Gewone kationenwisselaarharsen kunnen rubidium eveneens vasthouden, maar kalium en andere concurrerende ionen kunnen de selectiviteit en capaciteit beperken. Regeneratie of elutie levert een kleinere, met rubidium verrijkte stroom op die mogelijk verder moet worden gezuiverd.
- Extractie met oplosmiddel: Het extractiemiddel t-BAMBP is onderzocht voor het scheiden van rubidium en kalium in alkalische vloeistof uit rubidiumerts. Dit is een hydrometallurgische methode voor een specifieke voedingsstroom, geen universele behandeling voor gewoon water.
- Neerslagvorming en kristallisatie: Gefractioneerde kristallisatie of neerslagvorming van geselecteerde rubidiumverbindingen kan een tussenproduct of eindzout opleveren nadat de vloeistof is geconcentreerd en gezuiverd. De procesvolgorde moet worden afgestemd op de andere aanwezige zouten; ongerichte neerslagvorming verwijdert rubidium niet selectief.
- Omgekeerde osmose en verdamping: Omgekeerde osmose kan water van opgeloste zouten scheiden en Rb+ in de concentraatstroom concentreren, maar scheidt rubidium normaal gesproken niet selectief van andere eenwaardige ionen. Verdamping kan pekel vóór kristallisatie verder concentreren, waarbij in het procesontwerp rekening moet worden gehouden met energieverbruik, aanslagvorming en de zuiverheid van het gemengde zout.
Voor gerichte terugwinning van rubidium moet de analyse van de voedingsstroom Rb, K, Na, Li, Cs, Mg, Ca, chloride, sulfaat, carbonaat/alkaliniteit, pH en zwevende stoffen omvatten. Laboratoriumproeven zijn belangrijk voordat een sorptiemiddel, extractiemiddel of kristallisatiereeks wordt gekozen.
Zie ook Rubidium en water en de ionenwisselingssystemen van Lenntech.
Laatst beoordeeld: 8 november 2026 door Lenntech
Bespreek uw waterzuiveringsvraagstuk
De terugwinning of verwijdering van rubidium hangt af van de volledige watersamenstelling en de vereiste product- of lozingskwaliteit.
Bespreek uw waterzuiveringsvraagstuk
Bronnen en verder lezen
- IUPAC–NIST-reeks met oplosbaarheidsgegevens: rubidiumchloride en water
- Oplosbaarheidsgegevens voor rubidiumsulfaat (met verwijzingen naar naslagwerken)
- Thermo Scientific: productgegevens voor rubidiumcarbonaat
- Xing et al., ‘Terugwinning van rubidium uit mineralen en pekel: een overzicht’
- Xing et al., ‘Scheiding van rubidium en kalium in een vloeistof uit rubidiumerts door oplosmiddelextractie met t-BAMBP’
- Zhang et al., ‘Een elektrochemische-ionenwisselingsmethode voor gerichte terugwinning van rubidium uit verschillende soorten onbewerkte zoutmeren zonder verdamping’