高分子科学前沿11月2日讯：铷（Rb）在高科技领域广泛应用，但由于资源稀缺，已被多个国家列为重要的战略矿产，当前地缘政治紧张局势更让铷的供应形势雪上加霜。铷通常以极低的浓度（通常低于1%）作为其他金属矿石中的次要成分存在，提取铷的难度源于其通常伴生的其他金属浓度远高于铷。经济上，只有富含高品位矿石的陆基金属矿石才适合用于铷的商业化生产，但其提取过程（如焙烧、浸出和提纯）消耗大量能源，污染较重。随着这些矿石资源的枯竭，高品位矿石日渐减少，推动人们逐步转向盐湖卤水等替代来源。

在此，天津大学胡文平教授课题组展示了一种成熟微萃取策略，能够以高选择性、简单且高效的方式从固体 KCl 盐中原位萃取 Rb。通过应用这一策略，作者从 KCl 盐中回收了92.37% 的 Rb，初始 Rb 含量为 113ppm。与液相萃取相比，该方法能耗降低97.57%，回收率提高22.24%，Rb/K分离因子提高13.46倍，显着提高环境效益和经济效益。此外，该方法适用于直接从不同的固体金属盐中回收各种工业应用所需的其他目标金属，为提高关键金属供应的可持续性提供了途径。相关成果以“Direct and efficient in situ rubidium extraction from potassium chloride salts”为题发表在《Nature Sustainability》上，第一作者为陈许龙。

设计和概念验证

从固体 KCl 盐中提取 Rb 的关键在于释放晶体结构中的目标离子。受奥斯特瓦尔德熟化现象启发，作者设计了晶体熟化微萃取（CRME）策略（图1c），通过奥斯特瓦尔德熟化和微萃取集成，直接从固体 KCl 盐中回收 Rb。将不同粒径的 KCl 晶体置于含萃取剂的油相中，加入少量饱和 KCl 溶液，构建离子扩散通道并诱导奥斯特瓦尔德熟化，小晶体逐渐溶解并向大晶体转移质量，同时释放并提取 Rb+。相分离后，负载 Rb 的有机相经汽提与蒸发获得 RbCl 晶体，而回收后的 KCl 盐因油水界面作用自组装成球形颗粒。

图1：盐湖中的铷资源和晶体成熟微萃取策略的设计。

小结

在回收Rb和Li的过程中，成功实现了KCl和NaCl盐中Mg的去除。由于Rb/Li萃取在碱性条件下进行，Mg以Mg(OH)₂形式沉淀。该结果表明，目标金属离子回收可通过沉淀、膜分离和吸附等替代方法进行，而不仅限于萃取。将晶体熟化与这些环保技术结合有望提升回收效率并降低环境影响，代表了回收策略的新方向。我们相信，随着这一方向的不断推进，“晶体熟化微萃取”概念将在稀有和战略金属回收中发挥重要作用，甚至实现固体材料的原位纯化。（本刊有删节）详情见高分子科学前沿公众号